DE3039684C2 - Naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse - Google Patents

Description

an beiden Seiten der Hauptbremsscheibe (2) and frei Zwisrii-enscheiben (4, 5) >-> gelagert,

die Hanplhrernssrhribe (2) weist an ihren den Zwiscäieascäeiben zugekehrten Reibflächen eine drig Oberfläche auf, oder ist aus derartigem Material gebadet, daß zwischen @g und den Zwischenschei-

ben (4, 5) bei Reärnngspaaning ein größerer Kab auftritt ab zwischen den Zwischensdieiben (4, S) und den feststehenden Teilen (Druckplatten l.AbstützSanscfa 6).

Z Mehrscbeiben-Reibungsbrenise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen der jeweils zusammenwirkenden anlaufenden Scheiben (2, 4, 5) mit radial verlaufenden Nuten versehen sind.

3. Mehl-cheiben-Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Zwischenscheiben (4,5) krpisringförmig ausgebildet und radial außerhalb von zwei an i r Hauptbremsschei- ^J3 be (2) angeordneten Absätzen gelagert sind.

4. Mehrscheiben-Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenscheiben (4,5) gleichen Außendurchmesser wie die Hauptbremsscheibe (2) aufweisen.

5. Mehrscheiben-Reibungsbremse nach Anspruch U dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen der jeweils zusammenwirkenden feststehenden bzw. umlaufenden Teile (1, 2, 4, 5, 6) übereinstimmende Deckungsgröße aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine reibungsschlüssige Mehrscheiben-Eingriffsvorrichtung mit nur einer Zwischenscheibe zwischen zwei Bremsscheiben ist aus der DE-OS 24 51 104 bekannt. Hierbei wird durch eine besondere Ausgestaltung des Rückstellorgans verhindert, daß die Bremsscheiben an der Zwischenscheibe nach Beendigung des Brems- oder Kupplungsvorganges haften bleiben, was ein Restmoment zur Folge hätte, welches beim Bremsen noch einen unerwünschten Bremseffekt mit sich bringt und bei Kupplungen dazu führt, daß trotz Aufhebens der Betätigungskraft noch eine Antriebskraft übertragen wird. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, kann dieses durch Ölfilm-Kohäsion verursachte Restmoment so groß sein, daß in ungünstigsten Fällen bis zu 20% der Schlepperleistung verloren geht.

Aus der US-PS 21 05 867 ist es bei einer trockenlau

fenden Mehrscheiben-Reibungsbremse bekannt, beid^: seitig einer Hauptbremsscheibe jeweils frei umlaufbare Zwischenscheiben anzuordnen, die ihrerseits an den der Hauptbremsscheibe abgewandten Seiten von Druckplatten beaufschlagbar sind, welche nach beendetem Bremsvorgang durch Druckfedern zurückstellbar sind. Durch die Anordnung der Druckplatten außerhalb der beiden Zwischenscheiben sind nicht nur entsprechend lange Druckfedern erforderlich, sondern es besteht auch die genannte Gefahr des Haftenbleibens der Bremsscheibe an den Zwischenscheiben und damit das Entstehen eines Restmoments, wenn nach beendetem Bremsvorgang die radial weit außen wirksamen Druckfedern infolge ungleichmäßig verteiltem Abbau der Betätigungskraft unterschiedlich entlastet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die zur völligen Ausschaltung emes durch Haftenbleiben entstehenden Restmomenis keine besonderen Bauteile erforderlich macht, wie sie bei der Bauart nach der US-PS 2i 05 S67 in Form von sieh über das gesamte Scheibenpaket axial erstreckenden Druckfedern notwendig sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer naßlaufenden Mehrscheiben-Reibungsbremse der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß an beiden Seiten der Haupibremsscheibe frei umlaufbar Zwischenscheiben gelagert sind, und daß die Hauptbremsscheibe an ihren den Zwischenscheiben zugekehrten Reibflächen eine derartige Oberfläche aufweist oder aus derartigem Material gebildet ist, daß zwischen Hauptbremsscheibe und den Zwischenscheiben bei Reibungspaarung ein größerer Reibwert auftritt als zwischen den Zwischenscheiben und den feststehenden Teilen, beispielsweise den Druckplatten und dem Abstützflansch. Hierdurch läßt sich auch ein größeres Widerstandsmoment zwischen den Zwischenscheiben und der Hauptbremsscheibe in bezug auf die feststehenden Teile erzielt, so daß die Zwischenicheibcn von der abzubremsenden Hauptbremsscheibe früher in ihrer Drehung mitgenommen werden als sie von den feststehenden Teilen abgebremst werden. Hierdurch ergibt sich ein besonders guter, progressiver Bremsvorgang.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibflächen der jeweils zusammenwirkenden umlaufenden Scheiben mit radial verlaufenden Nuten versehen, was an sich für Kupplungslamellen aus der CH-PS 3 15 974 bekannt ist. Wenn im Vergleich hierzu die Reibflächen der Zwischenscheiben gegenüber den feststehenden Teilen glatt sind, ergibt sich der angestrebte frühere Reibungsschluß zwischen Hauptbremsscheibe und Zwischenscheiben, wodurch das Bremsmoment verstärkt wird, wozu auch beiträgt, daß unter der Bremsdruckeinwirkung der vorhandene Ölfilm abgeschnitten wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Mehrscheiben-Reibungsbremse nach der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigt ■ F i g. 1 einen Teilschnitt der Reibungsbremse,

Fig.2 eine schematische Darstellung der Gleitreibung zwischen Materialien mit unterschiedlichen Reibwerten,

Fig.3 in einem Diagramm den Verlauf des Reibwertes in Abhängigkeit von der Gleitgeschwindig-

keit zwischen den Reibflächen bei Reibung zwischen Stahl und Stahl unter Naßlaufbedingungen.

Die in F i g. 1 dargestellte naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse besitzt eine Antriebswelle 3, über die eine in der Zeichnung nicht dargestellte Baugruppe, beispielsweise ein Getriebe für antreibende Fahrzeugräder antreibbar ist. Die Antriebswelle 3 ist in einem Gehäuse gelagert, welches einen feststehenden, radial zur Antriebswelle verlaufenden Abstützflansch 6 aufweist und eine in bezug auf eine feststehende Druckplatte verstellbare, axial verschiebbare Druckplatte 1 umgibt Diese Druckplatte dient als Kolben und zur Beaufschlagung eines Scheibenpakets der Reibungsbremse. Dieses Scheibenpaket besteht aus einer auf der Antriebswelle 3 aufgekeilten und mit dieser umlaufenden Hauptbremsscheibe 2 und auf ihren beiden Seiten angeordneten, frei drehbaren Zwischenscheiben 4 und 5. Sowohl die Zwischenwand 4 und 5 als auch die Hauptbremsscheibe 2 lassen sich axial zur Antriebswelle 3 verschieben.

Zur Rückstellung der Druckplatte 1 nach beendetem Bremsvorgang dienen Rückstellfedern 7, die in einer ringförmigen Ausnehmung der Druckplatten a»;3erhalb der Antriebswelle angeordnet sind.

Die frei drehbaren Zwischenscheiben 4 und 5 sind zur Hauptbremsscheibe 2 so zentriert, daß sie frei rotieren können, wenn die Bremse nicht betätigt ist. Zur Betätigung der Reibungsbremse werden die Druckplatten in bekannter Weise mechanisch beaufschlagt, wodurch die linke Druckplatte 1 in der Zeichenebene der F i g. 1 nach links verstellt wird. Dabei werden auch die Hauptbremssciheibe 2 sowie die Zwischenscheiben 4 und 5 nach links auf den feststehenden Abstützflansch 6 zu bewegt, wodurch das Abbremsen erfolgt

Um eine ausreichende Bremswirkung zu gewährleisten und ein gutes, progressives 8remsen zu erzielen, sind sowohl die Hauptbremsscheibe 2 als auch die frei drehbaren Zwischenscheiben 4, 5 auf ihren jeweils zugekehrten Reibflächen mit radial gerichteten Nuten versehen, so daß unter Bremsdruckeinwirkung der vorhandene ÖKlm abgeschnitten wird.

Zum Abbremsen der Hauptbremsscheibe und damit der Antriebswelle muß die an den Reibflächen angreifende Haftkraft, welche gleich der Summe der Reibkräfte ist, größer sein als die übertragende Umfangskraft an der Welle. Die Haftkraft ist wiederum abhängig vom Reibwert μ bei Reibung bzw. Gleitbewegung zwischen den Zwischenscheiben 4, 5 und der Hauptbremsscheibe 2 einerseits und zwischen den Zwischenscheiben 4,5 und der Druckplatte 1 sowie dem festen Abstützflansch 6 andererseits.

Wie anhand der F i g. 2 schematisch wiedergegeben, entsteht eine Gleitbewegung des mit einem Gußblock A belasteten Lederstückes zusammen mit einem Holzstück B auf einer festen Wachsunterlage C aufgrund einer am Gußblock A angreifenden Kraft P, wenn der Haftwert Pi ■ f\ größer ist als der Reibwert (PX + P 2) ■ fZ Dieser Effekt läßt sich deshalb beobachten, weil der Reibwert Γ2 für Holz gegen Wachs weit geringer ist als der Reibwert /1 für Leder gegen Holz.

Andererseits ist der Reibwert μ von der Gleitgeschwindigkeit der jeweils zusammenwirkenden Reibflächen abhängig. Er ist am größten bei Haftshz der Reibflächen und fällt mit zunehmender Gleitgeschwindigkeit, wie F i g. 3 für Stahl gegen Stahl, zeigt zunächst annähernd linear, dann allmählich weniger ab.

Wenn für die Hauptbremsscheibe X eöi ia bezug- auf die ZwischenscheibeiL und Druckplatten bzw. den Abstützflansch unterschiedliches Material gewählt wird, oder ihre Oberflächen unterschiedlich: geformt simt. 3D ergeben sich unterschiedEche Reibwerte zwischen den

'o Reibflächen.

Für die Erfindung ist es nun wesentlich, daß der Reih·wert bei Reibung zwischen der Hauptbremssebeibe 2 und den Zwischenscheiben 4, 5 größer ist als der Reib wert bei der Reibung zwischen den ZwiscJienschei-

'5 ben und den Druckplatten einerseits bzw. dem Abstützflansch andererseits. Hierdurch ergeben sich wiederum bei gleicher Bremskraft unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten zwischen dsr Hanptbremsscheibe und den Zwischenscheiben einerseits sowie zwischen den Zwischenscheiben und den Druckplatten bzw. dem Abstützflansch anderersp^s- Wenn der Reibwert an der HauDtbremsscheäse eröBer ist als an den Druckplatten bzw. dem Abstützflansch, bedeutet dies bei gleicher Bremskraft, daß die Zwischenscheiben von der Hauptbremsscheibe eher mitgenommen ¹WSrden als sie von den feststehenden Teilen abgebremst werden.

Das Bremsmomem ist außer von der Bremskraft P und den Reibwerten auch von der Anzahl der Bremsflächen abhängig. Dadurch, daß beidseitig der Hauptbremsscheibe zwei Zwischenscheiben vorgesehen sind, kommen insgesamt vier Reib- oder Bremsflächen in Reibschluß-Verbindung. Wegen des hohen Reibwertes zwischen der Hauptbremsscheibe und den

>5 Zwischenscheiben wird der Reibschluß zwischen diesen Scheiben jedoch früher herbeigeführt als in bezug auf die feststehenden Teile. Dies hat zur Folge, daß in der ersten Bremsphase, nämlich bevor die Zwischenscheiben mit der Hauptbremsscheibe Kraftschiuß haben, das

•Ό Bremsmoment ansteigt

Nach Beendigung des Bremsvorganges, sobald also die lipke Druckplatte 1 unter Wirkung der Rückstellfeder 7 in ihre Ausgangsposition zurückgekehrt ist, kann unabhängig von den im Bremssystem vorhandenen Bremsbedingungen, insbesondere unabhängig von der Lage der wirksamen Reibflächen in bezug auf die Reibflächen der feststehenden Teile 1 und 6, die Hauptbremsscheibe wieder frei rotieren, wobei die Zwischenscheiben 4,5 umlaufen können oder nicht. Ein

'" Widerstandsmoment an den umlaufenden Reibflächen infolge Haftreibung kann daher nicht eintreten.

Selbst unter der unwahrscheinlichen Annahme, daß die Zwischenscheiben mit ihren Reibflächen an den feststehenden Teilen 1 und 6 haften bleiben sollten, kann nich: der Fall eintreten, daß sie an den feststehenden und an den umlaufenden Flächen gleichzeitig haften.

Eine gering zu bewertende Restreibung ergibt sich dadurch, daß die Bremsscheiben notwendigerweise zur Kühlung in einem ölbad umlaufen.

Die Erfindung i." nicht auf die beschriebene Reibungsbremse beschränkt, vielmehr kann sie auch auf Lamellenkupplungen angewandt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. N ablaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse mit in Richtung eines feststehenden Abstützflan-'sches als i&olben -verschiebbaren und durch Federn zurficksteHbaren Druckplatten, einer auf der umlaufenden AnträebsweDe axial verschiebbar aufgekeilten Haupffaremsscheibe und mindestens einer neben ufer Haijptbreinsscheibe gelagerten Zwischenscheibe, gekennzeichnet durch die gemeinsame ><> Anwendung folgender, z.T. für sich bekannter Merkmale