DE3137494A1 - Full-lining disc brake with a revolving, externally ribbed brake housing and a pneumatic application device, in particular for heavy-wheeled and track-laying vehicles - Google Patents

Full-lining disc brake with a revolving, externally ribbed brake housing and a pneumatic application device, in particular for heavy-wheeled and track-laying vehicles

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DE3137494A1 DE19813137494 DE3137494A DE3137494A1 DE 3137494 A1 DE3137494 A1 DE 3137494A1 DE 19813137494 DE19813137494 DE 19813137494 DE 3137494 A DE3137494 A DE 3137494A DE 3137494 A1 DE3137494 A1 DE 3137494A1
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Abstract

The invention proposes a full-lining disc brake with a revolving, externally ribbed brake housing and a pneumatic application device which is especially suitable for heavy-wheeled and track-laying vehicles in which high-performance friction linings with good heat conduction are used. The brake is encapsulated to protect it from the ingress of dirt and water without the need for temperature-sensitive sealing materials. The brake has a revolving, two-part brake housing and, on the fixed brake anchor plate, has brake discs which are mounted so as to be fixed in the circumferential direction but movable in the axial direction, and carry the brake linings. Arranged between the brake discs is a pneumatic application device which fills the annular space between the brake anchor plate and the brake housing, this application device consisting of an annular cylinder supported on a brake disc and of an annular piston mounted so as to be axially movable in the annular cylinder, fitted with piston ring seals and having cylindrical extensions uniformly distributed around the circumference and resting against the second brake disc. The extensions, which are likewise sealed off by piston rings, penetrate a cover which closes off the annular cylinder. <IMAGE>

Description

Bei Vollbelagscheibenbremsen mit umlaufendem, aussen ver-In the case of fully-lined disc brakes with a circumferential, externally

ripptem Bremsgehäuse wird der überwiegende Teil der Bremswärme durch Konvektion abgeführt. Diese Wärmeübertragung steigt mit zunehmender Relativgeschwindigkeit der Kühlluft an. Deshalb haben sich Vollbelagscheibenbremsen besonders bei Kettenfahrzeugen bewährt, bei denen sie auf dem gegenüber den Kettenantriebsrädern stark übersetzt laufenden Antriebs wellen angeordnet sind. Infolge des dann reduzierten Bremsmoments können sie relativ klein und leicht bemessen werden und verbleiben wegen der eine grosse Luftgeschwindigkeit erzeugenden Lüfterwirkung der umlaufenden Bremsechäuseverrippung in Temperaturbereichen, bei denen sie thermisch nicht überbelastet werden. Allerdings machen die hohen Gleitgeschwindigkeiten bei diesen Bremsen die Verwendung metallkeramischer Beläge, vorzugsweise solcher, bei denen die keramischen und metallischen Bestandteile durch Sinterung verbunden werden, erforderlich. Diese erfahrungsgemäß ausschliesslich für derartige Belastungsfälle geeigneten und bei Anwendungsfällen bis 60 m/s Gleitgeschwindigkeit verwendeten Beläge brauchen wegen ihrer Standfestigkeit nur eine geringe lstandstärke, was andererseits auch wegen ihres Herstellverfahrens unumgänglich ist. Nur besitzen sie gegenüber organischen Belägen die Eigenschaft, die Bremswärme erheblich besser zu leiten. Eine direkte hydraulische oder pneumatische Zuspannung ist deshalb bisher wegen der dafür benötigten Kunstgummi-Abdichtungen nicht anwendbar. Aus diesem Grund- werden mit Sinterkeramikbelägen ausgerüstete Bremsen ausschliesslich mechanisch zugepannt.The main part of the brake heat is carried through the ripped brake housing Convection dissipated. This heat transfer increases with increasing relative speed the cooling air. That is why full-lined disc brakes have become particularly popular in tracked vehicles proven, in which it translates strongly on the opposite to the chain drive wheels running drive shafts are arranged. As a result of the then reduced braking torque they can be made relatively small and light and remain because of the one Fan effect of the circumferential brake housing ribs generating high air speed in temperature ranges at which they are not thermally overloaded. However The high sliding speeds with these brakes make the use of metal-ceramic more Coverings, preferably those in which the ceramic and metallic components be connected by sintering is required. Experience has shown that these are exclusive suitable for such load cases and for applications up to 60 m / s sliding speed The coverings used only need a low level of resistance due to their stability, which, on the other hand, is also unavoidable because of their manufacturing process. Just own they have the property of significantly better braking heat than organic linings to direct. A direct hydraulic or pneumatic clamping is therefore up to now not applicable because of the synthetic rubber seals required for this. For this reason- Brakes equipped with sintered ceramic linings are only mechanical attached.

Es gibt Einbaufälle, bei denen mechanische Elemente zur Uebertragung der Zuspannkraft nicht untergebracht werden können.There are installation cases in which mechanical elements are used for transmission the application force cannot be accommodated.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine direkte pneumatische Betätigung einer Vollbelagscheibenbremse zu schaffen, welche der infolge der guten Wärmeleitung der Hochleistungsbeläge geänderten Temperaturverteilung Rechnung trägt und eine Kapselung der Bremse gegen Eindringen von Schmutz und Wasser ohne Verwendung temperaturempfindlicher Dichtwerkstoffe ermöglicht.The present invention has set itself the task of a direct to create pneumatic actuation of a fully lined disc brake, which as a result the good heat conduction of the high-performance coverings changed the temperature distribution carries and an encapsulation of the brake against ingress of dirt and water without Use of temperature-sensitive sealing materials allows.

Die Vollbelagscheibenbremse der Erfindung weist folgende, zum Teil für sich bekannte Merkmale auf: a) umlaufendes, zweiteiliges U-förmiges, aussen radial verripptes, am Aussenumfnag geschlossenes Bremsgehäuse b) auf dem stationären Bremsträger in Umfangsrichtung fest, axial frei beweglich gelagerte, die Bremsbeläge tragende bremsscheiben, zwischen denen, mit letzteren über axiale Vorsprünge verbundene, die den Ringraum zwischen Bremsträger und Bremsgehäuse ausfüllende pneumatische Zuspannvorrichtung angeordnet ist c) Zuspannvorrichtung, bestehend aus einem sich auf einer Bremsscheibe abstützenden Ringzylinder, einem darin axial beweglich gelagerten, mit äusserer und innerer Kolbenringabdichtung ausgerüsteten Ringkolben mit am Umfang gleichmässig verteilten, an der zweiten Bremsscheibe anliegenden zylindrischen Fortsätzen, welche einen, den die Rückstellfedern aufnehmenden Ringraum des Ringzylinders abschliessenden, ringförmigen Deckel durchdringen d) an drei oder mehreren zylindrischen Fortsätzen des Ringkolbens angebrachte stufenlose Nachstellungen.The fully lined disc brake of the invention has the following, in part Features known per se: a) circumferential, two-part U-shaped, outside Radially ribbed brake housing closed on the outer circumference b) on the stationary one Brake carrier in the circumferential direction fixed, axially freely movably mounted, the brake pads load-bearing brake discs, between which, connected to the latter via axial projections, the pneumatic one filling the annular space between the brake carrier and the brake housing Application device is arranged c) application device, consisting of a on a brake disc supporting ring cylinder, an axially movably mounted therein, Ring pistons equipped with outer and inner piston ring seals with on the circumference evenly distributed cylindrical extensions resting on the second brake disc, which closes off an annular space of the annular cylinder that receives the return springs, ring-shaped cover penetrate d) on three or more cylindrical extensions infinitely variable readjustments attached to the annular piston.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. In Fig. 1 ist der Längsschnitt durch das Vorderrad eines schweren Erdbewegungsfahrzeugs dargestellt, bei dem die Bremse, von der Nabe angetrieben, mit höherer Drehzahl als letztere umläuft. In Fig. 2 ist ein Teillängsschnitt durch die Bremse im vergrösserten Masstab dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures. In Fig. 1 is the longitudinal section through the front wheel of a heavy earth moving vehicle shown, in which the brake, driven by the hub, at a higher speed when the latter circulates. In Fig. 2 is a partial longitudinal section through the brake in an enlarged Scale shown.

In den Abbildungen ist mit 1 das Vorderrad eines @radbewegungsfahrzeugs gekennzeichnet, dessen Radkörper 11 über Kegelrollenlager 2 auf dem Achsschenkel 3 gelagert ist. Der Radkörper 11 ist mit einem innenverzahnten Zahnkranz 4 verschraubt, in den das Ritzel 51, welches mit dem Uebersetzungsrad 52 eine Einheit bildet, eingreift. Die Doppelzahnräder 51/52² sind am Bremsträger 6 auf Zapfen 7 gelagert.In the figures, 1 is the front wheel of a wheeled vehicle characterized, the wheel body 11 via tapered roller bearings 2 on the steering knuckle 3 is stored. The wheel body 11 is screwed to an internally toothed ring gear 4, in which the pinion 51, which forms a unit with the transmission gear 52, engages. The double gears 51 / 52² are mounted on the brake carrier 6 on pins 7.

Der Bremsträger t ist mit dem hohl gebohrten Achsschenkel 3 verschraubt. Beide tragen auf den Lagern 8 und 9 die übersetzt laufende Bremswelle 10, in dessen Ritzel 101 das Zahnrad 52 eingreift. Die Abdichtung der Nabe und der Bremswelle übernehmen die drei Wellendichtungen 11, 12 und 13. In Nuten o1des Bremsträgers 6 sitzen axial frei beweglich die beiden mit Sinterkeramikbelägen ausgerüsteten Bremsscheiben 141 und 142. Zwischen den Bremsscheiben ist die l)ruckluftzusrannvorrichtung 15, ebenfalls axial frei boweglich, gelagert.The brake carrier t is screwed to the hollow knuckle 3. Both carry on the bearings 8 and 9 the translated running brake shaft 10, in its Pinion 101 engages the gear 52. The sealing of the hub and the brake shaft take over the three shaft seals 11, 12 and 13. In grooves o1 of the brake carrier 6, the two equipped with sintered ceramic coverings sit axially freely movable Brake disks 141 and 142. Between the brake disks is the air supply device 15, also axially freely bowable, stored.

Die durch das Fussbremsventil geregelte Betätigungsdruckluft wird der Zuspannvorrichtung über den Schlauch 16, die Bohrungen 17 und 18 in der Nabe, Bohrungen 19, 20 und 21 im Bremsträger zugeführt. Zu diesem Zweck weist die Zuspannvorrichtung einen nach innen ragenden, als Ringstützen mit Bohrung 152 ausgerüsteten Fortsatz 151 auf. In der Bohrung 152 sitzt, befestigt durch die Hutmutter 23, der Iiohlbolzen 22, durch dessen Längs- und Querbohrungen die Luft in die Zuspannvorrichtung gelangt. Der Hohlbolzen 22 ist durch einen Kolbenring 24 in der Bohrung 21 abgedichtet. Die Zuspannvorrichtung 15 selbst ist in Fig. 2 vergrössert wiedergegeben.The actuating compressed air regulated by the foot brake valve is the application device via the hose 16, the bores 17 and 18 in the hub, Bores 19, 20 and 21 supplied in the brake carrier. For this purpose, the application device an inwardly protruding extension equipped with a bore 152 as ring supports 151 on. The Iiohlbolzen sits in the bore 152, fastened by the cap nut 23 22 through its longitudinal and transverse bores the air into the application device got. The hollow pin 22 is sealed in the bore 21 by a piston ring 24. The application device 15 itself is shown enlarged in FIG.

Dort sind die Bezugszeichen der Einzelteile vermerkt.The reference numbers of the individual parts are noted there.

Mit der Bremswelle 10 ist das radial verrippte Bremsgehäuse 25 und mit letzterem über die Schrauben 26 der Bremsdeckel 27 verbunden. Angetrieben durch den mit der Radnabe verschraubten Zahnkranz 4, Zahnräder 51/52 und Ritzel 101 läuft das Bremsgehäuse 25/27 mit mehrfacher Drehzahl des Rades um. Dadurch wird einerseits das von ihnen aufgenommene Bremsmoment entsprechend der Uebersetzung des Vorgeleges vergrössert auf das Rad übertragen und andererseits die von den radialen Rippen des Bremsgehäuses erzeugte Luftbewegung verstärkt.With the brake shaft 10 is the radially ribbed brake housing 25 and connected to the latter via the screws 26 of the brake cover 27. Powered by the ring gear 4 screwed to the wheel hub, gear wheels 51/52 and pinion 101 runs the brake housing 25/27 with multiple speed of the wheel. This will on the one hand the braking torque absorbed by them according to the translation of the back gear enlarged on the wheel and on the other hand that of the radial ribs the air movement generated by the brake housing is amplified.

Zum Auswechseln der Verschleissteile werden die Befestigungsschrauben an der Bremswelle 10 entfernt und die gesamte Bremse axial vom Bremsträger 6 abgezogen. Dann kann die abgenommene Bremse zerlegt und die Verschleissteile können ausgewechselt werden. Bei sehr grossen Bremsen kann auch nach Lösen der Befestigungsschrauben an der Bremswelle 10 die Muttern der Schrauben 26 gelöst und das Bremsgehäuse 25 von der Bremswelle 10 abgenommen werden. Dann kann nacheinander die Bremsscheibe 141, die Zuspanneiheit 15 und die Bremsscheibe 142 abgezogen werden. Das Zusammensetzen der Bremse erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.The fastening screws are used to replace the wearing parts removed on the brake shaft 10 and the entire brake axially withdrawn from the brake carrier 6. The removed brake can then be dismantled and the wearing parts can be replaced will. In the case of very large brakes, you can also do this after loosening the fastening screws Loosen the nuts of the screws 26 on the brake shaft 10 and the brake housing 25 can be removed from the brake shaft 10. Then one after the other the brake disc 141, the application unit 15 and the brake disk 142 are withdrawn. The assembling the brake takes place in reverse order.

Die Zuspunnvorrichtung 15 besteht aus dem Ringzylinder 153, in welchem, durch Kolbenringe 154 und 155 abgedichtet, der Ringkolben 156 axial beweglich gelagert ist. Ringkolben und Ringzylinder bilden den Druckraum 157, dein zum Bremsen über die Bohrung 152 Druckluft zugeführt wird. Beim Bremsvorgang überträgt der Ringzylinder 153 seine Spreizkraft über runde Vorsprünge 158 auf die Bremsscheibe 141 und der Kolben 156 über gegenüberliegende, am Umfang angeordnete zylindrische Fortsätze 159 dieselbe Kraft auf die Bremsscheibe 142. Der Ringzylinder 153 besitzt einen ringförmigen Deckel 1510, der durch Sprengringe 1511 gehalten und durch Kolbenringe 1512 und 1513 abgedichtet ist. Die Abdichtung der Fortsätze 159 im Ringdeckel 1510 erfolgt durch kleine Kolbenringe 1514.The Zuspunnvorrichtung 15 consists of the ring cylinder 153, in which, sealed by piston rings 154 and 155, the annular piston 156 mounted so that it can move axially is. Ring piston and Ring cylinders form the pressure space 157, your compressed air is supplied for braking via the bore 152. Transmits during braking the ring cylinder 153 exerts its spreading force via round projections 158 on the brake disc 141 and the piston 156 via opposing, circumferentially arranged cylindrical Extensions 159 the same force on the brake disk 142. The ring cylinder 153 has an annular cap 1510 held in place by snap rings 1511 and by piston rings 1512 and 1513 is sealed. The sealing of the extensions 159 in the ring cover 1510 made by small piston rings 1514.

Die Rückstellkraft nach der Bremsung erzeugen Druckfedern 1515.The restoring force after braking is generated by compression springs 1515.

Wie einleitend auseinandergesetzt, sind Sinterkeramikbeläge nur in relativ geringer Schichtstärke herstellbar, weisen jedoch wegen ihres äusserst geringen spezifischen Verschleisses eine grosse Lebensdauer auf, falls die Temperatur der umlaufenden Teile entsprechend niedrig gehalten wird. Dies ist durch die hohe Umlaufgeschwindigkeit durch die Uebersetzung gewährleistet. Wegen der geringeren Wandstärke ist es nicht erforderlich, eine stufenlose Nachstellung anzuordnen, die gleichzeitig Druckkräfte überträgt, obwohl dies bei der vorliegenden Bauart durchaus möglich wäre. Es genügt wegen der geringeren Wandstärke der Beläge, das Lüftspiel der Bremse konstant zu halten, um Klappern zu vermeiden und ein weiches Eingreifen der Bremse ohne Schlagwirkung zu erzeugen.As explained in the introduction, sintered ceramic coverings are only available in relatively thin layers can be produced, but because of their extremely thin specific wear on a long service life, if the temperature of the rotating parts is kept correspondingly low. This is due to the high speed of circulation guaranteed by the translation. Because of the thinner wall thickness it is not required to arrange a stepless readjustment that simultaneously compresses forces transmits, although this would be quite possible with the present design. It is sufficient Due to the thinner wall thickness of the linings, the brake clearance increases constantly hold in order to avoid rattling and a soft engagement of the brake without impact to create.

Zu diesem Zweck sind in allen oder in wenigstens drei zylindrischen Fortsätzen 159 Stifte 1516 angeordnet, die über einen Flansch 1517 und einen Gewindefortsatz 1518 luftdicht mit der Wand des Ringzylinders 153 verbunden sind. Diese Stifte greifen in den Hohlraum des Zylinderfortsatzes 159 ein und werden von einem Kugelkäfig 1519 umfasst, der sich auf einer Kegelfläche des Nachstellringes 1520 abstützt. Der Kugelkäfig wird durch Federn 1521 ständig gegen die Kegelfläche des Nachstellringes 1520 gedrückt, wobei sich die Federn auf einem Sprengring 1522 abstützen.For this purpose, all or at least three are cylindrical Projections 159 pins 1516 arranged over a flange 1517 and a threaded extension 1518 are connected airtight to the wall of the ring cylinder 153. Grab these pens into the cavity of the cylinder extension 159 and will be of one Ball cage 1519 comprises, which is located on a conical surface of the adjusting ring 1520 supports. The ball cage is constantly pressed against the conical surface of the 1521 by springs Adjusting ring 1520 pressed, the springs being supported on a snap ring 1522.

Im nicht gebremsten Zustand stützt sich der Nachstellring auf einem Ringfortsatz 1523 in der Bohrung des zylindrischen Fortsatzes 159 ab und wird bei einer Betätigung der Bremse mit Ueberschreitung des Spiels zwischen Nachstellring 1520 und einem in der Bohrung des zylindrischen Fortsatzes 159 angebrachten Sprengrings 1525 durch eine Druckfeder 1524 gegen letzteren gedrückt. Dann wird die Freilaufwirkung der Freilaufkugeln aufgehoben und der Stift 1516 kann sich axial um den Weg, welcher durch Abrieb entstanden ist, unter den Kugeln hindurch bewegen.When not braked, the adjusting ring rests on a Ring extension 1523 in the bore of the cylindrical extension 159 and is at an actuation of the brake with exceeding the play between the adjusting ring 1520 and a snap ring mounted in the bore of the cylindrical extension 159 1525 pressed against the latter by a compression spring 1524. Then the freewheeling effect the freewheel balls are lifted and the pin 1516 can move axially around the path which caused by abrasion, move under the balls.

Der Raum, in welchem die Nachstellung angeordnet ist, ist nach aussen durch eine Mutter 1526 abgeschlossen. Bei Auswechseln von abgenutzten Belägen wird diese Mutter geöffnet und die Freiläufe durch auf die Stifte 1516 geschobene Rohrstücke gelöst, womit der Ringkolben 156 durch die Druckfedern 1515 wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.The room in which the adjustment is arranged is to the outside completed by a nut in 1526. When replacing worn linings this nut is opened and the freewheels through pieces of pipe pushed onto the pins 1516 solved, whereby the annular piston 156 by the compression springs 1515 back to its starting position is moved back.

Die Nachstellungen können auch als für sich bekannte druckübertragende Spindelnachstellungen ausgebildet werden, müssen jedoch dann an jedem zylindrischen Fortsatz des Ringkolbens angebracht sein.The readjustments can also be known as pressure-transmitting Spindle readjustments are formed, but must then be performed on each cylindrical Extension of the annular piston be attached.

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Claims (1)

Vollbelagscheibenbremse mit umlaufendem, aussen verripptem Bremsgehäuse und pneumatischer Zuspannvorrichtung, insbesondere für schwere Rad- und Cleiskettenfahrzeuge Patentanspruch Vollbelagscheibenbremse mit umlaufendem, aussen verripptem Bremsgehäuse und pneumatischer Zuspannvorrichtung, insbesondere für schwere Rad- und Cleiskettenfallrzeuge, gekennzeichnet durch folgende, zum Teil fiir sich bekannte Merkmale: a) umlaufendes, zweiteiliges U-förmiges, aussen radial verripptes, am Aussenumfang geschlossenes Bremsgehäuse (25, 27) b) auf dem stationären Bremsträger (6) in Umfangsrichtung fest, axial frei beweglich gelagerte, die Bremsbeläge tragende Bremsscheiben (141, 142) zwischen denen, mit letzteren über axiale Vorsprünge (158> 159) verbundene, die den Ringraum zwischen Bremsträger und Bremsgehäuse ausfüllende pneumatische Zuspannvorrichtung ('5) angcordnet ist c) Zuspannvorrichtung (15), bestehend aus einem sich auf einer Bremsscheibe abstützenden Ringzylinder (153), einem darin axial beweglich gelagerten, mit äusserer und innerer Kolbenringabdichtung (154, 155) ausgerüsteten Ringkolben (156) mit am Umfang gleichmässig verteilten, an der zweiten Bremsscheibe (142) anliegenden zylindrischen Fortsätzen (159), welche einen, den die Rückstellfedern (1515) aufnehmenden Ringraum des Ringzylinders abschliessenden, ringförmigen Deckel (1510) durchdringen d) an drei oder mehreren zylindrischen Fortsätzen (159) des Ringkolbens (156) angebrachte stufenlose Nachstellungen (151b bis 1524). Fully lined disc brake with circumferential, externally ribbed brake housing and pneumatic application device, especially for heavy wheeled and clei-chain vehicles Patent claim fully lined disc brake with circumferential, externally ribbed brake housing and pneumatic application device, especially for heavy wheel and clei chain drop tools, characterized by the following features, some of which are known for themselves: a) circumferential, two-part U-shaped, radially ribbed on the outside, closed on the outer circumference Brake housing (25, 27) b) on the stationary brake carrier (6) in the circumferential direction Fixed, axially freely movable mounted brake disks bearing the brake linings (141, 142) between those connected to the latter via axial projections (158> 159), the pneumatic one filling the annular space between the brake carrier and the brake housing Application device ('5) is arranged c) application device (15), consisting of an annular cylinder (153) supported on a brake disc, one axially therein movably mounted, with outer and inner piston ring seal (154, 155) equipped annular pistons (156) with evenly distributed around the circumference, on the second brake disc (142) bearing cylindrical extensions (159), which an annular space of the annular cylinder that closes off the return springs (1515), ring-shaped cover (1510) penetrate d) on three or more cylindrical extensions (159) of the annular piston (156) attached stepless readjustments (151b to 1524).
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