DE3231420C2 - Mehrscheiben-Bremsanordnung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Scheibenbremse vorgeschlagen, die am Ende des Achsgehäuses (P) eines Fahrzeuges im Inneren der Radfelge (J) in der Nachbarschaft eines Untersetzergetriebes (R) angebracht werden kann, welches normalerweise ebenfalls innerhalb der Felge (J) angeordnet ist. Die Scheibenbremse weist eine Mehrzahl einzelner austauschbarer Bremseinheiten (D) auf, welche jeweils ein in sich komplettes autonomes Gehäuse aufweisen. Die einzelnen Bremseinheiten enthalten ineinandergeschachtelte nebeneinander angeordnete Bremsscheiben (12, 16), welche in axialer Richtung gegeneinander gleiten können. Durch einen entsprechenden Bremsmotor können sie kraftschlüssig gegeneinander gedrückt werden, und die Bremsscheiben sind darüber hinaus vorzugsweise durch eine Flüssigkeit gekühlt, die im geschlossenen Kreislauf (30) umgewälzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrscheiben-Bremsanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Eine derartige Mehrscheiben-Bremsancrdnung ist aus der GB-PS 15 72 153 bekannt. Bei der dort gezeigten Bremsanordnung sind die einzelnen Bremsen in Bohrungen eines gemeinsamen Bremsträgers untergebracht. Diese Anordnung führt dazu, daß beim Ein- und Ausbau die Einzelteile der Bremsen jeweils in zeitlicher Abfolge montiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanordnung der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß der Ein- und Ausbau der Einzelbremsen erleichtert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Im Patentanspruch 2 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Bremsanordnung beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsanordnung ist der Konstruktion und Geometrie der bisher bekannten Radantriebe mit ihrem Untersetzungsgetriebe Rechnung getragen. Andererseits erübrigen sich aber aufwendige Bohrarbeilen an den relativ langen und engen Kanälen, über welche die hydraulischen Verbindungen der Bremse hergestellt werden.

Die übliche Konstruktion eines bekannten Radantriebes soll zunächst anhand der F i g. 1 prinzipiell erläutert werden. Die F i g. 1 zeigt perspektivisch die Gesamtheit der Anordnung, welche in bekannter Weise im durch eine Radfelge/begrenzten Raum angeordnet ist. Dabei ist ein zur Herabsetzung der Geschwindigkeit vorgesehenes Untersetzergetriebe R am Ende eines Achsgehäuses P, also auf der Außenseite der Felge / angeordnet.

Es wird nun auf diesem Achsgehäuse P innenscitig der Felge / die gesamte Bremsanordnung angeordnet, weiche eine Mehrzahl voneinander getrennter Brermeinheiten D aufweist. Eine jede der Bremseinheiten D hat ein eigenes Bremsgehäuse mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Bremsscheiben. Jede Bremseinheit ist somit in sich vollständig und wird über einen zugeordneten hydraulischen Betätigungskreis 5 gespeist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer Radantriebs-Bremseinhett;

F i g. 2 einen axialen Schnitt durch die in F i g. 1 gezeigte Scheibenbremse;

F i g. 3 einen axialen Schnitt durch eine abgewandelte Bremseinheit zur Verwendung in der Scheibenbremse nach F i g. 2, welche die Funktion einer Feststellbremse oder einer Notbremse übernimmt, die bei einer Panne im Hydraulikkreis in Aktion tritt;

Fig.4 eine weitere abgewandelte Bremseinheit zur Verwendung in der Scheibenbremse nach Fig.2, welche zwei unabhängige Funktionen erfüllen kann: einmal die Funktion einer Feststellbremse oder einer bei einem hydraulischen Störfall in Aktion tretenden Notbremse, das andere Mal die Funktion einer Betriebsbremse; und Fig.5—8 verschiedene schematische Darstellungen,

in welchen verschiedene Bremsanlagen wiedergegeben sind, die durch Austausch einzelner der Bremseinheiten unterschiedliche Funktionen erfüllen (Betriebsbrcmsc, Feststellbremse, Notbremse).

Bei der in F i g. 2 wiedergegebenen Scheibenbremse trägt der Hinterachslrichter 1 des Achsgehäuses P des Fahrzeuges über Kegelrollenlager 2 und 3 die Nabe 4 des Untersetzergetriebes R. Auf der letzteren ist ein Zahnkranz 5 befestigt und darüber hinaus ein Flansch 6 der Radfelge/.

Eine jede der einen modularen Aufbau der Scheibenbremse ermöglichenden Scheibenbremsen-Bremseinheiten D, DX hat ein Gehäuse, welches aus einem fcsistehenden Gehäusehauptteil 7 und einem Deckel 13 bzw. 14 besteht. Der Gehäusehauptteil 7 ist unter Verwendung von Schrauben 15 auf dem Hinterachstrichtcr 1 befestigt, während zur Befestigung der Deckel 13 und 14 auf dem Gehäusehauptkörper 7 Schrauben 18 dicnen. Ein Deckel 8 des Blockes B ist durch Schrauben 19 auf den Gehäusehauptkörpern 7 zentriert und befestigt. Zum Abdichten nach außen ist eine Gleitdichtung 20 und ein flacher Dichtring vorgesehen.

Der durch das Bremspedal des Fahrzeuges gesteuerte hydraulische Betätigungskreis S führt zu Kolben 17, die in den Bremsgehäusen der Bremseinheiten D, D 1, angeordnet sind. Die wesentlichen Teile der Bremseinheiten bestehen aus einem Bremsscheibenstapel, welches zwei Sätze ineinandergreifender, nebeneinanderliegend angeordneter Bremsscheiben aufweist: umlaufende, Reibbeläge tragende Bremsscheiben 12 und feststehende Bremsscheiben 16. Die Bremsscheiben 12 greifen verschiebbar in Nutungen einer Welle 9 bzw. 24 ein, während die Bremsscheiben 16 verschiebbar in Nulungcn

b5 des Gehäusehauptteiles 7 angestützt sind. Werden die Kolben 17 durch den hydraulischen Betätigungskreis 5 beaufschlagt, so werden die feststehenden Bremsscheiben 16 und die mit Reibbelägen versehenen umlaufen-

den Bremsscheiben 12 fest gegeneinander und gegen den Boden des Gehäusehauptteiles gedrückt.

Die mit Nutungen versehenen Wellen 9 und 24 laufen zentriert in Lagern 10, die vom Deckel 8 getragen sind, und Lager 22, die in den Deckeln 13 und 14 untergebracht sind. Der Antrieb der Wellen 9 und 24 erfolgt über von ihnen getragene Ritzel 11. Die Ritzel 11 werden ihrerseits durch den Zahnkranz 5 angetrieben, welcher durch Schrauben 23 auf der Nabe 4 befestigt ist.

Die Kühleinrichtung für die Bremsscheiben 12 und 16 der Bremseinheiten D bzw. D 1 weist auf: In den Gehäusehauptteilen 7 ausgebildete Strömungskanäle 25 und 28, außenliegende Ve?bindungsrohre 29 und 30 sowie eine Pumpeinheit T. Als Kühlflüssigkeit wird das im Achsgehäuse befindliche öl verwendet, welches über in der Nabe 4 vorgesehene Öffnungen 32 und über das Kegelrollenlager 3 in Strömungsverbindung mit der Bremse steht.

Die Pumpeinheit T kann von unterschiedlicher Konstruktion sein. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Kreiselpumpe vorgesehen, welche das öl über den Kanal 25 und das Verbindungsrohr 29 ansaugt. Die Kreiselpumpe hat ein im Deckel 14 durch ein Lager 31 zentriert gelagertes Laufrad 26 und wird über eine Formschlußkupplung 27 angetrieben. Das öl wird von der Kreiselpumpe in das Verbindungsrohr 30 gefördert und gelangt so in die Kanäle 28. Das öl kühlt nun die feststehenden Bremsscheiben 16 und die mit Reibbeüigcn versehenen umlaufenden Bremsscheiben 12 der anderen Bremseinheiten D und kehrt über die in der Nabe 4 vorgesehenen öffnungen 32 und das Lager 3 zurück. Die Umwälzpumpe Tstellt den Umlauf von öl im Inneren der Bremse ständig sicher, sowohl beim Bremsen als auch bei ausgerückter Bremse. Die ölumwälzpumpe "Tist in die Bremseinheit D 1 integriert, welche sich am niedersten Punkt der Bremse unterhalb des Ölspiegels im Achsgehäuse befindet, welches zugleich als Vorratsbehälter dient. So ist auf einfache Weise eine ständige Ölversorgung der Umwälzpumpe Tgewährleistct.

Man erkennt, daß die verschiedenen Module bildenden Bremseinheiten D, Di der Scheibenbremse auf der inncnliegenden Seite der Felge / angeordnet sind, so daß sie ohne Demontieren der Felge und ohne Demontieren des auf deren Außenseite angeordneten Unterset/.ergetriebes R zugänglich sind. Die Reibbeläge der Bremsscheiben 12 können einfach ausgetauscht werden, nachdem man die Deckel 13,14 abgenommen hat.

Man hat dann einen freien Zugang zu den Bremsscheiben und kann sie durch eine axiale Translationsbewegung herausziehen oder wieder auf dem gleichen Wege an ihren Platz zurückbringen.

Man erkennt ferner, daß die Bremseinheiten D und D 1, was ihre wesentlichen Bestandteile anbelangt, analog ausgebildet und austauschbar sind: Die Bremseinheit D 1 unterscheidet sich von den Bremseinheiten D nur dadurch, daß ein einfacher Deckel 13 der Bremseinheiten D durch den etwas komplizierteren Deckel 14 ersetzt ist, in welchen die Umwälzkreiselpumpe Tintegriert ist.

Auf die gleiche Weise ist es möglich, den Bremseinheiten D dadurch anstelle der Funktion als Betriebsbremse oder zusätzlich hierzu noch andere Bremsfunktionen zu übertragen, daß man ihre Deckel durch einen entsprechend abgewandelten Deckel ersetzt.

Wünscht man z. B. eine Feststellbremse oder eine Notbremse (für den Fall von Störungen im Hydraulikkreis), so kann man beispielsweise den Deckel 33 von F i g. 2 durch einen abgewandelten Deckel ersetzen und erhält dann eine abgewandelte Bremseinheit D 2, wie sie in F i g. 3 wiedergegeben ist. Dort sind für schon oben beschriebene Bremsenteile wieder dieselben Bezugszeichen verwendet. Die Bremseinheit D 2 ist eine mechanisch arbeitende Federspeicherbremse, die durch hydraulische Druckbeaufschlagung lösbar ist.

Bei der in Fig.3 wiedergegebenen Abwandlung ist im Gehäusehauptteil 7 des Bremsgehäuses (primäres Gehäuse) ein sekundäres Gehäuse 100 befestigt, welches einen Anschluß 108 aufweist, der mit unter Druck stehendem Hydrauliköl ρ beaufschlagbar ist. In dem sekundären Gehäuse 100 ist ein Zylinder 104 mit einem fest angeformten Ringflansch 104Λ angebracht. Dieser weist eine Stirnmutter 103 auf, die einen Endanschlag für einen Kolben 101 darstellt. Am gegenüberliegenden Ende ist auf den Kolben 101 ein kreisförmiges Ringteil 105 aufgeschraubt. Zwischen dem Ringflansch 104,4 und dem Ringteil 105, welche am Zylinder 104 bzw. am KoI-ben 101 befestigt sind, sind Tellerfedern 102 gestapelt. Ein Stift 109 ist im Zylinder 104 festgelegt und verhindert so ein Verdrehen des Kolbens 101 bezüglich des Zylinders 104.

Der zentrale Teil der Bremseinheit D 2 umfaßt nach wie vor das ineinandergreifende Bremsscheibenstapel mit den mit Belag versehenen umlaufenden Bremsscheiben 12 und den feststehenden Bremsscheiben 16. Die oben beschriebene Bremseinheil D 2 arbeitet folgendermaßen.

Ist der Anschluß 108 vom hydraulischen Betätigungskreis her mit Druck ρ beaufschlagt, so wird der Kolben 101 in Anlage an der Stirnmutter 103 gehalten. Hierbei werden die Tellerfedern 102 zwischen dem Ringflansch 104Λ des Zylinders 104 und dem Ringteil 105 zusammengedrückt. Letzteres dient zum Einstellen der Vorspannung der Tellerfedern 102. Die Bremseinheit ist auf diese Weise ausgerückt; die Bremsscheiben liegen nicht kraftschlüssig aneinander. Zum Einrücken der Bremse braucht man nur die Beaufschlagung des zwischen dem Kolben 101 und dem Ringflansch 104Λ liegenden Raumes mit dem Druck ρ zu beenden, worauf die feststehenden Bremsscheiben 16 und die mit Belägen versehenen umlaufenden Bremsscheiben 12 kraftschlüssig gegeneinander gedruckt werden, da sich die elastischen Tellerfedern 102 ausdehnen.

Der Verschleiß der Bremseinheit wird dadurch kompensiert, daß man den Zylinder 104 in das sekundäre Gehäuse 100 hineinschraubt.
Zur Abdichtung gegen Schmutz und Feuchtigkeit ist ein Dichtring 106 und ein Deckel 107 vorgesehen.

Aus der obenstehenden Funktionsbeschreibung ist ersichtlich, daß man zum Einrücken der Brenseinheit D 2 einen Abfall des Druckes ρ im hydraulischen Betätigungskreis benötigt. Dieser Druckabfall kann absichtlieh herbeigeführt werden (Feststellbremse) oder unbeabsichtigt eintreten (Notbremse). Die Bremseinheit D 2 kann jedoch nicht als normale Betriebsbremse verwendet werden, wie die obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Bremseinheiten D und Di. welehe bei einem Druckaufbau im hydraulischen Betätigungskreis Seingerückt werden.

Wünscht man beide Funktionen (Betriebsbremse einerseits und Feststellbremse andererseits) in einer Bremseinheit zu integrieren, so kann man den Deckel 13 der Bremseinheit D durch einen weiter abgewandelten Deckel ersetzen und so zu einer weiter abgewandelten Bremseinheit D 3 kommen, wie sie in F i g. 4 wiedergegeben ist. Bei ihr ist an dem Gehäusehauptteil 7 des

Bremsgehäuses (primäres Gehäuse) ein sekundäres Gehäuse 200 befestigt, weiches zwei Anschlüsse 209 und 210 hat. Diese sind mit dem Druck ρ im Feststellbremsen-Betätigungskreis (bzw. Notbremskreis) bzw. dem Druck im hydraulischen Betätigungskreis S der Betriebsbremse beaufschlagt. Das Herz der Bremseinheit stellt nach wie vor das Bremsscheibenstapel dar, welches durch die ineinandergreifenden mit Reibbelägen bestückten Bremsscheiben 12 und die feststehenden Bremsscheiben 16 gebildet ist.

Wird im Betätigungskreis für die Feststellbremse ein Druck ρ in der Hydraulikflüssigkeit aufgebaut, so ist hiermit der Anschluß 209 beaufschlagt. Damit steht auch eine Kammer 207 unter Druck, und zwischen dem Kolben 201 und dem sekundären Gehäuse 200 wird ein Druck aufgebaut. Der "Kolben 2Oi drückt infolge dieser Druckbeaufschlagung nun Tellerfedern 202 in Anschlag gegen einen Stützring 203, der seinerseits an einer Mutter 204 abgestützt ist. Diese dient auch zur Einstellung der Vorspannung der Tellerfedern 202. Durch Druckbeaufschlagung des Anschlusses 209 wird somit die Feststellbremse ausgerückt.

Eine Schraube 205 dient zur Kompensation des verschleißbedingten Betriebsspieles zwischen einem Kolben 206 und den feststehenden Bremsscheiben 16 und umlaufenden Bremsscheiben 12. Der Kolben 206 ist im sekundären Gehäuse 200 genau so verschiebbar angeordnet wie der Kolben 201. Ein Stift 211 ist im sekundären Gehäuse 200 festgelegt und verhindert ein Sichdrehen des Kolben 206.

Zur Betätigung der Feststellbremse braucht man nur die Beaufschlagung des zwischen dem Kolben 201 und dem Gehäuse 200 liegenden Raumes mit dem Druck ρ zu beenden, woraufhin die feststehenden Bremsscheiben 16 und die mit Reibbelägen versehenen umlaufenden Bremsscheiben 12 fest gegeneinandergedrückt werden, da sich die elastisch vorgespannten Tellerfedern 202 ausdehnen.

Zur Betätigung der Betriebsbremse wird in einer zwischen dem Gehäuse 200 und dem Kolben 206 liegenden Kammer 208 ein Druck aufgebaut. Dies erfolgt vom hydraulischen Betätigungskreis S her über den Anschluß 210. Durch diese Druckbeaufschlagung wird der Kolben 206 verschoben und drückt die feststehenden Bremsscheiben 16 und die umlaufenden Bremsscheiben 12 fest gegeneinander. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges verkleinert.

Man erkennt, daß in die Bremseinheit £>3 eine Betriebsbremse und eine Not- sowie Feststellbremse integriert sind, wobei beide Bremsen vollständig voneinander unabhängig sind.

Der oben beschriebene modulare Aufbau einer Scheibenbremse ermöglicht die Verwendung einer solchen Bremse in für unterschiedliche Erfordernisse ausgelegten Bremsanlagen mit unterschiedlicher Bremsbetätigung.

Nachstehend werden einige Einsatzbeispiele unter Bezugnahme auf die F i g. 5—8 der Zeichnung erläutert. Es versieht sich, daß man auch andere Kombinationen der oben beschriebenen Bremseinheiten wählen kann; dies ist aufgrund des modularen Konzeptes ohne weiteres möglich.

F i g. 4 zeigt eine Scheibenbremse, welche vier Bremseinheiten aufweist, nämlich drei Bremseinheiten D und eine Bremseinheit D 1. Die verschiedenen Bremseinheiten werden von einem gemeinsamen hydraulischen Belätigungskreis S her gleichermaßen betätigt, wie beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2. Die F i g. 6 zeigt dagegen eine mit den gleichen Bremseinheiten aufgebaute Zweikreisbremsanlage mit getrennten Betätigungskreisen S1 und S 2.

Die Bremsanlage nach F i g. 7 enthält zwei Bremseinheiten D, eine Bremseinheit D1 sowie eine weitere Bremseinheit D 2 gemäß F i g. 3. Die drei erstgenannten Bremseinheiten sind mit einem hydraulischen Betätigungskreis 5 verbunden, während die Bremseinheil D2 einem Betätigungskreis ρ zugeordnet ist.

F i g. 8 zeigt eine Bremsanlage mit einer Bremseinheit D, einer Bremseinheit D i und zwei Bremseinheiten D 3 gemäß F i g. 4. Für die Betriebsbremsenfunktion sind die vier Bremseinheiten mit zwei hydraulischen Betätigungskreisen 5 1 und S 2 verbunden und bilden insoweit eine Zweikreisbremsanlage. Die Bremseinheiten D3 sind zusätzlich mit einem hydraulischen Betätigungskreis ρ verbunden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mehrscheiben-Bremsanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, die am Ende eines Achsgehäuses auf der Innenseite einer Radfelge anbringbar ist, mit mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, an einem gemeinsamen Bremsträger angebrachten Einzelbremsen, die jeweils mehrere Bremsscheiben aufweisen, die jeweils durch einen Bremsmotor in axialer Richtung gegeneinander preßbar und durch eine Übertragungseinrichtung relativ zueinaner drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelbremse mit ihren Bremsscheiben (12, 16), ihrem Bremsmotor (17) und ihrer Übertragungseinrichtung (11, 9, 24) einen integralen Bestandteil eines eigenen Moduls bildet, das jeweils in einem in sich geschlossenen Gehäuse mit einem entfernbaren Gehäuseteil (7) untergebracht ist, welches am Bremsträger (8) so befestigbar ist, daß das Modul (D) als Ganzes auswechselbar ist.

2. Mehrscheiben-Bremsanordnung nach Anspruch 1, bei der an jedem entfernbaren Gehäuseteil gegenüber dem Bremsträger (8) ein entfernbarer Deckel angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Deckel (14) in desjenigen Moduls (Di), das von allen Modulen (D) die tiefste Lage einnimmt, eine Umlaufpumpe (T) eingebaut ist, die zur Flüssigkeitskühlung sämtlicher Module (D) unter Zuhilfenahme entsprechender Flüssigkeitskanäle (30) dient.