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Bremse für einen hydraulischen Motor
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremse mit hydraulisch verstellbarer
Betätigungsvorrichtung für einen hydraulischen Motor, dessen Ausgangswelle über
eine Ausgleichsvorrichtung, wie Gelenkwelle, mit einem außen verzahnten Zahnrad
verbunden ist, das zwischen zwei Stirnwänden in einem mit ihm Verdrängerkammern
bildenden, gehäusefesten, innenverzahnten Zahnring dreht und kreist.
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Hydraulische Motoren dieser Art sind bekannt. Sie haben den Vorteil,
daß das kreisende und drehende Zahnrad eine Untersetzung bewirkt und ein verhältnismäßig
großes Drehmoment bei kleiner Drehzahl erzielt werden kann. Es gibt zahlreiche Anwendungszwecke,
bei denen der Motor mit einer Bremse verbunden werden muß, beispielsweise bei Fahrzeugen,
bei Maschinen mit großer Schwungmasse und insbesondere bei Hebevorrichtungen, wie
Winden und Kranen.
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Bei letzteren muß die Bremse als Haltebremse ausgelegt sein, einerseits
um ein langsames Absenken der Last infolge Leckverlusten zu verhindern und andererseits
um einen raschen Absturz der Last bei einem Bruch der hydraulischen Leitung zu verhindern.
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Solche Haltebremsen wurden bisher als gesonderte Baueinheit außerhalb
des Motors montiert, hauptsächlich auf der Ausgangswelle 9 und benötigen einen entsprechenden
Platz. Sie sind als
mit' Bremskraftfedern ausgestatteten Lamellenbremsen
ausgebildet, die' von der Betätigungsvorrichtung beim Auftreten des hydraulischen
Drucks in die Freigabestellung gebracht werden. Bei manchen Typen kann auch der
hydraulische Druck die Bremskraft erzeugen. Die Größe der Bremskraft ist durch den
Anwendungszweck vorgegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse für einen hydraulischen
Motor der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die für einen gegebenen Anwendungszweck
eine ' geringere Bremskraft benötigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der
einen Stirnwand als Bremsplatte ausgebildet ist, die mittels der hydraulisch verstellbaren
Betätigungsvorrichtung gegen das Zahnrad preßbar ist.
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Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine verbesserte Bremswirkung,
weil das zwischen Bremsplatte und gegenüberliegender Stirnwand unter Preßkraft gehaltene
Zahnrad nicht nur dreht sondern auch kreist. Infolgedessen wirkt die im Motorbetrieb
auftretende, von der Zähnezahl abhängige Untersetzung in umgekehrter Richtung auch
beim Bremsbetrieb, so daß ein entsprechend kleinen Moment abzubremsen ist, wozu
eine entsprechend kEine Bremskraft ausreicht. Darüber hinaus ergibt sich auch ein
geringer Platzbedarf, weil die Bremse in den Motor einbezogen ist.
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Für die eigentliche Bremsplatte wird kein zusätzlicher Raum benötigt.
Das Motorgehäuse muß lediglich zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung etwas vergrößert
werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bremsplatte in der der Ausgangswelle
gegenüberliegenden Stirnwand vorgesehen ist, und wenn die Betätigungsvorrichtung
in einem an diese Stirnwand anschließenden Deckelteil des Motorgehäuses untergebracht
ist.
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Hierbei genügt eine verhältnismäßig geringfügige Vergrößerung des
Deckelteils, um die Betätigungsvorrichtung unterzubringen.
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Insbesondere weist die Betätigungsvorrichtung einen Betätigungskolben
auf, der mittels eines zentrischen Zapfens auf die Bremsplatte wirkt. Da der Kolben
einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser des Motorgehäuses erhalten kann,
steht eine große Druckfläche zur Verfügung. Daher kann die Bremskraft mit entsprechend
kleinen Drücken erzielt werden. Wegen der Verwendung des zentrischen Zapfens können
die Bremsplatten kleiner sein.
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Auch der zur Bremsplatte führende Durchbruch im Deckelteil kann entsprechend
klein gehalten werden.
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Insbesondere kann der Betätigungskolben auf der der Bremsplatte zugewandten
Seite einen mit Druckflüssigkeit versorgbaren Drukraum begrenzen und auf der gegenüberliegenden
Seite durch eine mechanische Bremsfeder belastet sein. Es handelt sich dann um eine
Haltebremse, die beim Auftreten des hydraulischen Drucks gelöst wird.
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Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß die Bremsplatte und
der Betätigungskolben eine Axialbohrung aufweisen, die von der inneren Ausnehmung
des Zahnrades zu einer an der Stirnseite des Deckelteils angeordneten Ablauföffnung
führt. Sämtliche Leckflüssigkeit aus dem Motor und aus der Bremse kann daher ohne
Schwierigkeiten zur Ablauföffnung geführt werden.
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Bei einer Ausführungsform ist der Durchmesser der Bremsplatte kleiner
als der Innendurchmesser des Zahnrings. Die Bremsplatte kann daher mit ihrer gesamten
Fläche an das Zahnrad angedrückt werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform liegt die Bremsplatte auf den Köpfen
der Zähne des Zahnrings auf und ist unter dem Einfluß der von der Betätigungsvorrichtung
ausgeübten Bremskraft bis zur festen Anlage am Zahnrad verformbar. Hierbei hat die
Bremsplatte im unbelasteten Zustand eine genau definierte Ruhelage. Gegebenenfalls
kann sie sogar einstückig mit dem Rest der Stirnwand ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, eines mit der erfindungsgemäßen Bremse ausgerüsteten hydraulischen Motors,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten
Teilschnitt aus Fig. 1 Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform in der Darstellungsweise
der Fig. 2, Fig. 5 die abgewandelte Ausführungsform in der Darstellung der Fig.
3 und Fig. 6 ein hydraulisches Schaltbild für Motor und Bremse Die in Fig. 1 dargestellte
Einheit besteht aus einem Motorteil 1 und einem Bremsteil 2, die in demselben Gehäuse
untergebracht sind. Zum Gehäuse gehört ein Anschlußöffnungen 3 aufweisender Block
4, eine erste Stirnwand 5, ein Zanring 6, eine zweite Stirnwand 7 und ein aus einem
Napf 8 und einer Endplatte 9 bestehender Deckelteil 10. Der Napf 8 ist mit den Gehäuseteilen
4 bis 7 über Schrauben 11 und mit der Endplatte 9 über Schrauben 12 verbunden. Eine
Ausgangswelle 13 ist über eine Gelenkwelle 14 mit einem Zahnrad 15 gekuppelt, das
zusammen mit dem Zahnring Verdrängerkammern 16 bildet. Mit der Ausgangswelle 13
ist eine Drehschieberhülse 17 verbunden, welche die druckseitigen und niederseitigen
Anschlußöffnungen über Verteilernuten 18 mit zu den Verdrängerkammern 16 führenden
Kanälen 19 derart verbindet, daß die Verdrängerkammern 16 auf der einen Seite der
Symmetrieebene mit der Druckseite und die Verdrängerkammern auf der anderen Seite
der Symmetrieebene mit der Niederdruckseite
verbunden sind. Diese
Symmetrieebene verläuft in der Arbentsstellung der Fig. 2 vertikal.
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Eine Bremsplatte 20 bildet den Innenteil der Stirnwand 7. Sie hat
einen so großen Durchmesser, daß sie auf den Köpfen 21 der Zähne des Zahnrings 6
aufliegt. Eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 22 für diese Bremsplatte 20 weist
einen Kolben 23 auf, der durch eine aus Tellerfedern bestehende Bremsfeder 24 derart
belastet ist, daß ein zentrischer Zapfen 25 auf die Bremsplatte 20 wirkt und diese,
wie Fig. 3 zeigt, um den Betrag h derart verformt, daß sie reibungsschlüssig am
Zahnrad 15 anliegt und dieses reibungsschlüssig gegen die Stirnwand 5 drückt. Die
Darstellung der Fig. 3 ist stark übertrieben. In der Praxis genügt eine elastische
Verformung um weniger als 50 ka, weil das für den Lauf der Zahnräder 15 erforderliche
Spiel nur in der Größenordnung von 15 - 35 leu liegt. Der Kolben 23 begrenzt einen
Druckraum 26, der über einen Anschluß 27 mit Druckflüssigkeit versorgt werden kann.
Beim Auftreten des hydralischen Drucks wird der Kolben 23 entgegen der Kraft der
Feder 24 nach rechts gedrückt. Hierdurch wird die Bremsplatte 20 und das Zahnrad
15 entlastet, so daß der Motor normal laufen kann Zur genauen Einstellung der Federn
24 können Unterlegscheiben 28 verwendet werden.
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Der Kolben 23 und der zentrische Zapfen 25 sind mit einer Axialbohrung
29 versehen, welche die innere Ausnehmung 30 des Zahnrades 15 mit einer Ablauföffnung
31 verbindet. ueber diese Ablaufbohrung kann daher Leckflüssigkeit sowohl aus dem
Motorteil 1 als auch aus dem Bremsteil 2 abgeführt werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 werden für entsprechende
Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich ist lediglich, daß
die Bremsplatte 120 einen Durchmesser hat, der etwas kleber ist, als der Innendurchmesser
des Zahnringes 106. Infolgedessen braucht die Bremsplatte 120 beim Bremsvorgang
nicht verformt zu werden, sondern kann axial um den Betrag h von dem zentrischen
Zapfen 125 der Betätigungsvorrichtung
verschoben werden. Hierbei
ist die Auflagefläche zwischen Bremsplatte 120 und Zahnrad 115 größer als beim ersten
Ausführungsbeispiel.
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In Fig. 6 ist schematisch die hydraulische Schaltung für eine solche
Baueinheit aus Motorteil 1 und Bremsteil 2 veranschaulicht. Die durch ein Überdruckventil
40 gesicherte Druckseite einer Pumpe 41 ist in der Mittelstellung eines Betätigungsventils
42 unmittelbar mit dem Tank 43 verbunden. In den beiden Arbeitsstellungen wird die
Druckflüssigkeit zum Motorteil 1 und wieder zurück geleitet, wobei an der Pumpendruckseite
infolge der Belastung des Motors ein entsprechender Druck auftritt. Eine Leitung
44 führt zum Bremsteil-Anschluß 27, so daß beim Lauf des Motors automatisch die
Betätigungsvorrichtung 2 hydraulisch von der Bremsplatte abgehoben wird.
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