DE2715735A1 - In einem fluessigkeitsbad angeordnete reibscheibe fuer kupplungen oder bremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Flüssigkeitsbad angeordnete Reibscheibe, die aus einer eine mittlere Öffnung zur Aufnahme einer Antriebswelle aufweisenden und mit einem Reibbelag versehenen Platte besteht. Solche Reibscheiben kommen in Fahrzeugbremsen und in Kupplungen zur Verwendung. Sie laufen in einem zur Kühlung und zur Schmierung dienenden Ölbad um, von dem auch hydraulisch steuerbare Einrichtungen gespeist und das Differential mit Öl versorgt wird. Mittels eines kreisförmigen Kolbens wird hierbei Druck auf eine Scheibe ausgeübt, die kerbverzahnt mit einer entsprechend verzahnten Welle, beispielsweise mit einer durch ein Planetenradgetriebe angetriebenen Welle in Eingriff steht. Die gegenüberliegende Seite der Scheibe grenzt an einen ortsfesten äußeren Scheibenring, mit dem sie während des Bremsvorganges in Kontakt ist. Auf jeder Scheibenseite ist ein Belag aus mikroskopisch porösem papierähnlichem Werkstoff aufgebracht. Gewöhnlich weist die Scheibe zwischen der mittleren Öffnung und dem Reibbelag mehrere radial verteilte Löcher auf, die kreisrund, eliptisch, quadratisch oder rechteckig sind. Diese Öffnungen ermöglichen ein Durchfließen von Flüssigkeit von einer Seite zur anderen und somit eine Kühlung der beidseitigen Reibbeläge, die bei normalen Bremsvorgängen ausreicht, um die dabei entstehende Wärme zu verteilen und abzuführen. Es gibt jedoch besondere Augenblicke, in denen die Brems- oder Kupplungsscheibe mit einer solchen Geschwindigkeit im Flüssigkeitsbad umläuft, dass es schwierig ist, die sich dabei entwickelnde große Wärme vom Reibbelag auf die Flüssigkeit überzuleiten. Es hat sich gezeigt, dass in solchen Fällen ein verstärkter Öldurchfluss mit erhöhter Kühlwirkung dadurch erreicht werden kann, dass Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbad gegen und über die Reibfläche der Scheibe gepumpt wird.

Bei üblichen Bremsvorrichtungen wird der Reibbelag dadurch gekühlt und geschmiert, dass er entweder in das Öl eingetaucht wird und/oder kostspielige Vorrichtungen verwendet werden, welche Öl aus einem unter Druck stehenden Schmiersystem quer über den Reibbelag ausbreiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verstärkte Benetzung und Kühlung eines Reibbelages statt durch kostspielige Anlagen und Pumpen mittels einfacher Mittel zu erreichen. Die Grundidee ist hierbei, an der Reibscheibe Schöpfmittel vorzusehen, welche beim Durchlaufen des Flüssigkeitsbades Flüssigkeit aufnehmen und diese nach dem Austritt aus dem Bad an den Reibbelag abgeben.

Bei der eingangs beschriebenen Reibscheibe besteht die Lösung für diese Aufgabe in einfachster Ausführung gemäß der Erfindung darin, dass an der Scheibenplatte der Reibplatte innerhalb des Reibbelagringes wenigstens ein eine verstärkte Flüssigkeitsverteilung über den Reibbelag bewirkender Leitring befestigt ist. Zweckmäßig weist die Scheibenplatte außerhalb der die Antriebswelle aufnehmenden mittleren Öffnung und vorzugsweise konzentrisch hierzu eine Mehrzahl radial verteilter Öffnungen auf. Der gleichfalls konzentrisch zu dieser Welle angeordnete Leitring hat dann eine solche Lage, dass er die genannte Öffnung teilweise abdeckt. Nach einer besonderen Ausführung kann auch beidseitig der Scheibenplatte ein

Leitring befestigt sein.

Entweder durch die Innenkante des oder der gegen die Scheibenplatte anliegenden Leitringe allein oder durch diese Leitringe in Verbindung mit im Bereich der genannten Öffnungen gebildeten, nach außen offenen Kammern werden Schöpfmittel gebildet, welche nach Austritt aus dem Flüssigkeitsbad die mitgenommene Flüssigkeit nach außen mitführt und sie bis zum und über den Reibbelag ablaufen lässt, der in seiner porösen, zelluloseartigen Struktur die ihm auf diese Weise ständig zugeleitete Flüssigkeit absorbiert bzw. sie in sich zwischen seinem Innen- und Außenrand nach verschiedenen Richtungen erstreckenden Rillen über den Außenrand abtropfen lässt. Es ist somit auf sehr einfache Weise eine ständige Flüssigkeitsverteilung über den Reibbelag und eine entsprechende gute Wärmeabfuhr gewährleistet.

Ausführungsbeispiel von als Schöpf- und Verteilmittel wirkenden Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt; in dieser ist

Fig. 1 ein axialer Querschnitt, der neuen, hier als Bremse ausgebildeten Reibscheibenausführung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Reibscheibe;

Fig. 3 ein Querschnitt durch die Scheibe längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht der Reibscheibe beim Durchlaufen eines Flüssigkeitsbades;

Fig. 5 ein Querschnitt durch die Scheibe längs der Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 ein Querschnitt durch die Scheibe längs der Linie 6-6 in Fig. 4.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte, allgemein mit 10 bezeichnete Scheibenbremsvorrichtung dient dazu, eine zu einem Planetenradgetriebe gehörende Welle 12 abzubremsen oder anzuhalten. Die Welle läuft in einem Lager 14 um, das in einem Lagerhalter 28 eines Gehäuses 16 aufgenommen ist. Das Gehäuse kann aus mehreren, zu einer Einheit zusammengefassten Teilen bestehen.

Die Bremsvorrichtung besteht aus einer insgesamt mit 20 bezeichneten Bremsscheibe. Sie stellt eine Scheibenplatte 18 dar, deren beide Seiten mit einem Belag behaftet sind. Über eine Kerbverzahnung 34 oder in sonst geeigneter Weise steht die Scheibe axial verschieblich mit der Welle in Eingriff. Die als kreisrunde flache Platte ausgebildete Bremsscheibe 20 trägt auf beiden Seiten einen darauf befestigten, mit Rillen 48 versehenen Belag 22 aus Reibmaterial einer miskroskopisch porösen papierähnlichen Struktur. Die Rillen laufen nach verschiedenen Richtungen, beispielsweise sind, wie die Fig. 4 zeigt, rechtwinklig zueinander angeordnet. Auf beiden Seiten der Reibscheibe ist ein Leitring 24 befestigt. Die Bremsscheibe 20 hat einen Durchmesser, der annähernd gleich dem Durchmesser eines Bremsringes 26 ist, der seinerseits etwa gleich dem Außendurchmesser eines Kupplungsringes 30 ist. Die Bremsscheibe weist ferner mehrere radial verteilte Öffnungen 32 zwischen der kerbverzahnten Mittelöffnung und dem sich bis zum Außenrand erstreckenden äußeren Scheibenbereich auf, der mit dem Reibbelag versehen ist. Durch diese Öffnungen kann die

Flüssigkeit hindurchfließen; gleichzeitig vermindern sie das Gewicht der Scheibe.

Der parallel zur Achsrichtung der Welle 12 verschieblich gelagerte Bremsring 26 ist an seinen beiden Seiten mit glatten Flächen versehen. Mit der einen Fläche kann er gegen den Reibbelagring 22 zur Anlage gebracht werden, gegen die gegenüberliegende Fläche kann ein kreisringförmig ausgebildeter Kolben 36 anliegen. Der Bremsring ist mit drei nicht dargestellten inneren Ansätzen versehen, die zu drei im Gehäuse 16 vorgesehenen Rinnen ausgerichtet sind. Die in die Rinnen eingreifenden Ansätze ermöglichen bei Verlagerung des ringförmigen Kolbens 36 eine axiale Bewegung des Bremsringes 26 parallel zu der Welle 12 und verhindern andererseits dessen Verdrehung um die Welle 12. Der Kolben kann sich in einer ausreichend abgedichteten, zwischen dem Gehäuse 16 und dem Lagerhalter 28 gelegenen Kammer 44 bewegen, die mit einer Druckmittelzufuhr und abfuhr in Verbindung steht. Die hier beschriebene Bremsscheibe 20 kann auch mit gleicher Wirkung durch eine Kupplungsscheibe in einer Kupplung ersetzt sein, für welche die erfindungsgemäße Ausbildung gleichfalls Gültigkeit hat.

Jeder an der Scheibenplatte 18 befestigte Leitring 24 besteht aus einer verhältnismäßig dünnen, beispielsweise aus Metall bestehenden Ringscheibe. Die Leitringe haben eine solche Breite, dass sie bei konzentrischer Anordnung zur Reibscheibe 20 die darin vorgesehenen radial verteilten Öffnungen 32 nicht vollständig abdecken. Erwünscht ist es, ohne dies als Beschränkung aufzufassen, wenn an jeder Öffnung 32 an deren außen liegendem Bereich nahe des Reibbelagringes 22 nur ein kleiner Teil 52 unabgedeckt bleibt, dagegen der innen liegende, der Kerbverzahnung 34 zugewandte Bereich der Öffnungen zu einem größeren Teil 50 unabgedeckt bleibt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Die auf beiden Seiten der Scheibenplatte 18 befestigten Leitringe 24 bilden innerhalb der Öffnungen 32 eine nach außen offene Kammer 46. Wenn die Reibscheibe 20 in einem Flüssigkeitsbad umläuft, wie dieses bei 56 in Fig. 4 vermerkt ist, tritt Flüssigkeit in die Kammer 46 ein, und ein Teil dieser aufgenommenen Flüssigkeitsmenge fließt beim Austritt der betreffenden Kammer aus dem Bad über den äußeren Öffnungsabschnitt 52 längs der Oberfläche der Scheibenplatte 18. Am innen liegenden Umfangsrand des Reibbelages 22 wird die Flüssigkeit zurückgehalten, bis sie durch eine oder mehrere Rillen 48 abfließt. Solange die Reibscheibe 20 umläuft, wird folglich Flüssigkeit in den Kammern 46 aufgenommen, über die Fläche der Scheibenplatte verteilt, zu dem Reibbelagring geleitet und über die darin vorgesehenen Rillen abgeführt.

Eine weitere Art, Flüssigkeit auf dem Reibbelag zu verteilen, wird durch die innere Kante 54 der Leitringe bewirkt. Wenn die Scheibe 20 in das Flüssigkeitsbad eintaucht, bleiben Flüssigkeitstropfen zwischen dieser inneren Kante und der Fläche der Scheibenplatte 18 haften. Wie zuvor durch die nach außen offene Kammer 46 wird die beim Umlauf der Antriebswelle 12 durch den inneren Rand 54 des Leitringes aufgenommene Flüssigkeit nach dem Austritt aus dem Bad zum inneren Rand des Reibbelages 22 geleitet. Die durch die Umlaufgeschwindigkeit der Reibscheibe erzeugte Kraft bewirkt, dass die durch die Ringkante 54 erfaßte Flüssigkeit freigegeben wird, die sich dann vom inneren zum äußeren Bereich der Reibscheibe bewegt. Der Lauf, den die Flüssigkeitstropfen nehmen, ist in den Fig. 4, 5 und 6 angegeben.

Fig. 6 zeigt, wie die in der nach außen offenen, durch die Leitringe 24 gebildeten Kammer 46 erfaßte Flüssigkeit 56 die axial angeordnete Öffnung 32 überbrückt und radial, in der Darstellung nach oben, durch den Abschnitt 52 der Öffnung 32 entweicht und dann auf beiden Seiten der Scheibenplatte 18 bis zum inneren Rand des Reibbelagringes 22 entlang fließt. Durch die in diesem Belag vorgesehenen Rillen 48 kann die Flüssigkeit dann die Reibscheibe 20 verlassen.

In ähnlicher Weise vollzieht sich der Vorgang bei der in Fig. 5 wiedergegebenen Ausführung, bei der die aus dem Flüssigkeitsbad aufgenommenen Flüssigkeitstropfen an der inneren Kante 54 des bzw. der Leitringe 24 zurückgehalten werden. Beim Umlauf der Scheibe 20 entweicht die Flüssigkeit (in dieser Darstellung) radial nach oben und streicht dann längs der Fläche der Scheibenplatte 18 bis zum inneren Rand des Reibbelages 22. Durch die darin befindlichen Rillen 48 verläßt dann die Flüssigkeit die Reibscheibe.

Sowohl die nach außen offene Kammer 46 als auch der Rand 54 der Leitringe 24 sorgen folglich dafür, dass dem Reibbelag 22 eine erhöhte Menge an Flüssigkeit zugeführt wird. Als Flüssigkeit wird vorzugsweise Öl verwendet. Durch dieses wird die Antriebswelle geschmiert, welches den planetarischen Antrieb bei einer Fahrzeugwelle darstellen kann und wird diese Welle zugleich gekühlt. Außerdem dient das Öl zum Betrieb von hydraulischen Kraftzylindern und Motoren. Dieser Schmier- und Kühleffekt ist in gleicher Weise sowohl bei Scheibenbremsen als auch bei Kupplungsscheiben ausnutzbar.

Auch kann die Reibplatte nur mit der einen oder anderen Vorrichtung zum Schöpfen von Flüssigkeit versehen sein. So können beispielsweise bei einer Scheibenplatte in ähnlicher Ausführung wie die beschriebene Scheibenplatte 18 die radial versetzten Öffnungen 32 fortfallen. Auch dann hat ein beidseitig dieser Scheibenplatte befestigter Leitring 24 seine Berechtigung, denn auch durch den Leitring allein wird die Menge der auf den Reibbelag 22 zur Verteilung kommenden Flüssigkeit noch erhöht, weil Flüssigkeitstropfen an seiner inneren Kante 54, die dann allein als Schöpfmittel wirkt, zurückgehalten werden. Dadurch wird die Versorgung des Treibmaterials mit Schmieröl verbessert und zugleich die

der vom Reibbelag auf die Flüssigkeit übertragenen Wärme erhöht. Auch durch einen unterteilten Leitring (nicht dargestellt), wird die mit der Erfindung verfolgte Aufgabe gelöst. In diesem Fall überbrückt der Leitring die radial versetzten Öffnungen 32 und bildet mit diesen die nach außen offenen Kammern 46; zwischen aufeinander folgenden Öffnungen ist dann der Ring unterbrochen.

Die Scheibenplatten können, entsprechend ihrer Verwendung als Bremsscheibe oder als Kupplungsscheibe eine unterschiedliche Ausgestaltung haben, was jedoch auf die erfindungsgemäße Verwendung von Leitringen keinen Einfluß hat. So kann bei einer Kupplungsscheibe der Reibbelag unterteilt in Form von wahlweise auf der Scheibenplatte auf Abstand verteilt angeordneten Scheibenplättchen ausgebildet sein. Auch können die Scheiben einer Achse angepasst sein, deren Durchmesser nicht viel geringer ist als der Durchmesser des Leitringes. Auch erstreckt sich die erfindungsgemäße Lösung auf eine mit Löchern versehene Scheibenplatte mit daran befestigten Leitringen und fest umfassendem Reibbelag, der auf den benachbarten Platten aufgebracht ist. Hierbei würden die Oberflächen des Bremsringes 26 und des beim Bremsen mit der

Scheibenplatte 18 in Kontakt kommenden äußeren Kupplungsringes 30 mit dem Reibbelag bedeckt sein. Fig. 1 kann dann alternativ so ausgelegt werden, dass der Reibbelag 22 am Bremsring 26 und am äußeren Kupplungsring 30 angebracht ist. Auch der Leitring selbst kann eine unterschiedliche Formgebung haben; so kann er die Form einer mehrseitigen flachen Ringscheibe statt der beschriebenen runden Ringform haben.

Figur

Figur

Claims (8)

1. In einem Flüssigkeitsbad angeordnete Reibscheibe für Kupplungen oder Bremsen, die aus einer eine mittlere Öffnung zur Aufnahme einer Antriebswelle aufweisenden und mit einem Reibbelag versehenen Platte besteht, dadurch gekennzeichnet, dass an der Scheibenplatte (18) der Reibscheibe (20) innerhalb des Reibbelagringes (22) wenigstens ein eine verstärkte Flüssigkeitsverteilung über den Reibbelag bewirkender Leitring (24) befestigt ist.

2. Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenplatte (18) außerhalb der die Antriebswelle (12) aufnehmenden mittleren Öffnung und vorzugsweise konzentrisch hierzu eine Mehrzahl radial verteilter Öffnungen (32) aufweist und der gleichfalls konzentrisch zur Welle (12) angeordnete Leitring eine solche Lage hat, dass er diese Öffnungen teilweise abdeckt.

3. Reibscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Leitringes merklich geringer ist als der Durchmesser der Öffnungen (32) und er zu diesen Öffnungen derart angeordnet ist, dass er einen mittleren Teil der Öffnungen abdeckt.

4. Reibscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der unabgedeckte innenseitig des Leitringes liegende Teil (50) der Öffnungen (32) größer ist als der außenseitig des Leitringes liegende Teil (52).

5. Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag außenseitig mit sich zwischen seinem Innen- und Außenrand nach verschiedenen Richtungen erstreckenden Rillen (48) versehen ist.

6. Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Scheibenplatte ein Leitring befestigt ist.

7. Reibscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitring als dünner, flacher Ring aus unelastischem Material, vorzugsweise aus Metall, ausgebildet ist, dessen Breite erheblich größer als seine Stärke ist.

8. Reibscheibe, insbesondere nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass entweder durch die Innenkante (54) des oder der gegen die Scheibenplatte (18) anliegenden Leitringe (24) allein oder/und durch diese Leitringe in Verbindung mit im Bereich der Öffnungen (32) gebildeten, nach außen offenen Kammern (46) Schöpfmittel gebildet werden, welche nach Austritt aus dem Flüssigkeitsbad die mitgenommene Flüssigkeit nach außen bis zum und über den Reibbelag ablaufen lässt.