DE3347359A1 - Zylinderreibungsbremse bzw. -kupplung, insbesondere bei planetengetrieben - Google Patents

Description

• Zylinderreibungsbremse oder -kupplung, insbesondere
• bei Planetengetrieben Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderreibungsbremse oder -kupplung, insbesondere bei Planetengetrieben, mit radial bewegbar in einem ringförmigen Gehäuse angeordneten Reibbacken mit Reibbelag, die bei geschlossener Bremse durch den Druck eines Strömungsmittels an eine Bremsscheibe drückbar sind, wobei die Abdichtung der Reibbacken gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtmanschette erfolgt und wobei Verbindungselemente vorgesehen sind, welche bei geschlossener Bremse die Reibkraft der Reibbacken auf das Gehäuse übertragen und beisich öffnender Bremse die Reibbacken von der Bremsscheibe abheben.
• Als Stand der Technik ist bereits hierbei eine derartige, durch Strömungsmittel betätigte Zylinderreibungsbremse oder -kupplung bekannt (DE-AS 1 600 114). Derartige Elemente eignen sich besonders für das Zusammenwirken mit Planetengetrieben, beispielsweise zum Zu- und Abschalten von Maschinen oder zum Zuschalten von Getriebestufen mit verschiedener Untersetzung oder zur Umkehr der Drehrichtung, beispielsweise bei Schiffswendegetrieben.
• Der Trend zu höheren Leistungen und Drehzahlen erhöht ganz erheblich die Anforderungen für derartige Kupplungen oder Bremsen so vor allem für das Drehmomentverhalten, das Ein-und Ausschaltverhalten, das Wärmeabfuhrvermögen und das Verschleißverhalten. Um die Betriebsbereitschaft und die Standzeit bei derartigen hochbeanspruchten Kupplungen oder Bremsen ausreichend groß zu halten, ergeben sit eine Reihe von konstruktiven Forderungen: Leichte Auswechselbarkeit der Reibbacken nach Verschleiß des Reibbelages, gute Selbsteinstellung der Reibbacken bei Formänderungen und Verschleiß, großes verschleißbares Reibbelagvolumen, gute Wärmeableitung, unkomplizierter und betriebssicherer Aufbau.
• Bei der bekannten, eingangs genannten Kupplung können die Reibbacke seitlich herausgezogen werden, ohne daß eine Demontage der Bremsscheibe erforderlich ist. Von Nachteil ist hierbei jedoch die Einschränkung, daß immer nur eine Backe entnommen werden und durch eine neue ersetzt werden darf.
• Würde man stattdessen alle Backen gleichzeitig seitlich heraus ziehen, würden die darüber angeordneten Stahlsegmente ihre Abstützung verlieren und nach innen fallen, so daß eine sehr komplizierte Wiedermontage erforderlich wäre.
• Darüber hinaus erfordert diese bekannte Bauart eine teuere Fertigung, beispielsweise für die vielen radialen Gehäusebohrungen zur Aufnahme von Bolzen für die Momentabstützung und die Backenrückführung. Die Anordnung der radialen Bohrungen bereitet zudem Schwierigkeiten, wenn das ringförmige Gehäuse beispielsweise mit angegossenem Fuß, ölbehälter oder einer Anbaukonsole auszuführen ist.
• Als Stand der Technik sind weiterhin Zylinderreibungskupplungen bekannt, welche jedoch mit Mängeln behaftet sind bezüglich der leichten Auswechselbarkeit der Reibbacken (DE-PS 871 235, DE-PS 918 669). Diese bekannten Bauarten erfordern für den hier radial nach innen durchzuführenden Ausbau der Reibbacken zuvor einen Ausbau der Bremsscheibe. Ein Bremsscheibenausbau ist jedoch sehr kompliziert, zeitraubend und teuer.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung oder Bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfacher Montage und einfachem Aufbau ein schnelles Auswechseln der Reibbacken ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reibbacken in den als Träger segmente ausgebildeten Verbindungselementen radial gelagert und axial verschiebbar angeordnet sind, daß die Reibbacken und die in ihrer Radialbewegung begrenzten Trägersegmente gemeinsam in beidseitig im Gehäuse befestigten Profilstäben positioniert sind und daß zwischen den Trägersegmenten und den Profilstäben Federelemente angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines einfachen Aufbaues, wobei jedoch jede einzelne Reibbacke ausgewechselt werden kann, ohne daß die anderen Reibbacken eine Beeinträchtigung erfahren. Ein weiterer Vorteil dieser besonderen Konstruktion ist der einfache Aufbau, die kostengünstige Herstellung aller Teile sowie die hohe Betriebssicherheit.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte einer Kupplung, entlang den Linie A-A und B-B nach Fig. 2; Fig. 2 einen Schnitt durch die Kupplung, entsprechend dem Schnittverlauf Linie C-C nach Fig. 1; Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt, mit Kühlölzulauf.
• Nach Fig. 1 und 2 befindet sich innerhalb der ringförmigen Ausdrehung eines Gehäuses 1 eine Anzahl von Trägersegmenten 2 und 3. Hierbei liegen nach Fig. 2 wechselweise Trägersegmente 2 bzw. 3 mit schrägen und parallelen Endflächen 23 bzw. 33 nebeneinander. Diese Trägersegmente 2 bzw. 3 wrden umgeben von einer endlosen, elastischen Dichtmanschette 4, welche mit der Gehäuseausdrehung einen Druckraum 5 für ein Strömungsmittel ergibt. Das Material der elastischen Dichtmanschette 4 ist synthetischer Kautschuk. An den Trägersegmenten 3 mit den schrägen Endflächen 33 sind außenseitig dünne Stahlbleche 6 befestigt, welche nach Fig. 2 die Spalten zwischen den Trägersegmenten 2 und 3 abdecken. Die Trägersegmente 2 und 3 weisen jeweils mittig angebrachte, in Längsrichtung verlaufende Nuten 34 bzw. 22 auf. In diesen Nuten lagern Profilstäbe 7, welche vorteilhafterweise als Vierkantstäbe ausgebildet sind. Die Profilstäbe 7 greifen nach Fig. 1 in Nuten 30 an den Seiten des Gehäuses 1 ein.
• Zwischen den Trägersegmenten 2 bzw. 3 und den Profilstäben 7 sind Federelemente 8 angeordnet. Die Trägersegmente 2 bzw.
• 3 sind über gegen das Gehäuse 1 anlegbare Nasen 9 nach Fig.1 in ihrer Radialbewegung begrenzt.
• An der Innenseite der Trägersegmente 2 bzw. 3 befinden sich Reibbacken 10 mit Reibbelägen 11 Die Halterung der Reibbakken 10 in den Trägersegmenten 2 bzw. 3 erfolgt mittels Kopfbolzen 12 in Längsnuten 24 der Reibbacken 10 nach Fig. 2.
• Um nach Fig. 2 eine rotierende Bremsscheibe abzubremsen, wird ein Strömungsmittel, beispielsweise öl oder Luft, dem Druckraum 5 über einen Zulauf 14 zugeführt. Durch den Druck des Strömungsmittels werden über die endlose Dichtmanschette 4 und die Trägersegmente 2 bzw. 3 die Reibbacken 10 mit dem Reibbelag 11 an die Bremsscheibe 13 gedrückt, wodurch letztere abgebremst bzw. mit dem Gehäuse 1 gekuppelt wird. Das Reibmoment wird dabei von den Reibbacken 10 direkt über die Vierkantstäbe 7 auf das Gehäuse 1 übertragen.
• Bei Wegnahme des Strömungsmitteldruckes erfolgt ein rasches Abrücken der Reibbacken 10 von der Bremsscheibe 13. Dieses rasche Abrücken wird durch die Fedeniemente 8 erzeugt, indem diese die Trägersegmente 2 bzw. 3 und damit die Reibbacken 10 sich nach außen gegen den Druckraum 5 bewegen, bis die Nasen 9 nach Fig. 1 am Gehäuse die Bewegung der Reibbacken 2 bzw. 3 begrenzen.
• Die besondere Konstruktion ermöglicht ein einfaches und schnelles Auswechseln der Reibbacken 10 als Verschleißteil bei minimalem Ausbau von Kupplungsteilen. Dieser-Austausch kann wie folgt durchgeführt werden: Der seitliche Gehäusedeckel 19 wird nach Fig. 1 abgebaut. Mittels einfacher Zugvorrichtungen, beispielsweise Schrauben, Gewindebolzen, welche an den freigelegten Stirnseiten der Reibbacken 10 in Gewindebohrungen 20 anzubringen sind, werden die einzelnen Reibbacken axial in Pfeilrichtung I nach Fig. 1 herausgezogen.
• Dabei wirken auf die Reibbacken 10 keine Kräfte, mit Ausnahme des eigenen Gewichtes. Der Austausch ist demnach rasch durchführbar bei minimalem Abbau von Kupplungsteilen. Es ist auch möglich, alle Reibbacken gleichzeitig auszubauen, ohne daß die anderen Kupplungsteile ihre Lage verändern. Der Einbau der neuen Reibbacken erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
• Eine gute Selbsteinstellung der Reibbacken 10 während des Reibvorganges wird erweicht durch die mittige Abstützung der Reibbacken 10 an den Vierkantstäben an einer relativ großen, sich in Längsrichtung erstreckenden Rechteckfläche nach Fig.2.
• Eine weitere Verbesserung der Einstellung kann dadurch erreicht werden, daß beispielsweise die Berührungsfläche an den Profilstäben 7 in der Höhe ballig ausgeführt wird, so daß die dann in Lagsrichtung verlaufende Berührungslinie eine Kippkante für den Reibbacken 10 bildet. Die dadurch erreichbare gute Selbsteinstellung führt zu einem geringen und gleichmäßigen Verschleiß des Reibbelages, selbst dann, wenn herstellungs- oder wärmebedingte Formungenauigkeiten vorliegen sollten.
• Durch die Erfindung ergibt sich ein Maximum an verschleißbarem Reibbelagsvolumen durch die hier mögliche Ausnutzung der gesamten Gehäusebreite für den Reibbelag 11 des Reibbacken 10 nach Fig. 1.
• Die einzelnen Teile sind kostengünstig herstellbar. Sie erlauben es beispielsweise, die auf die Profilstäbe 7 radial nach innen wirkenden, von den Federelementen 8 her resultierenden und gegenüber den großen Kräften aus dem Strömungsmitteldruck relativ kleinen Federkräfte, die Enden der Profilstäbe 7 in die Gehäusenuten 30 einzukleben. Diese einfache und billige Befestigung erspart schwer herstellbare, radiale Befestigungsgewinde in dem Gehäuse 1. Dadurch ist das Gehäuse 1, mit Ausnahme der Zulauföffnung 14, gänzlich frei von radialen Bohrungen, so daß eine hohe Modifizierbarkeit des Gehäuses gewährleistet ist.
• Nach Fig. 3 besteht auch die Möglichkeit, bei thermisch hochbelasteten Kupplungen oder Bremsen eine Kühlung der Reibbacken vorzusehen, indem durch eine Küh]ölzuleitung 15 in Pfeilrichtung II am Gehäusedeckel 16 Kühlöl in axiale Bohrungen 17 der Profilstäbe 7 geleitet wird. Aus den axialen Bohrungen 17 gelangt das Kühlöl über nicht näher beschriebene Dichtelemente und mehrere Querbohrungen 16 in den freien Raum der Nuten der Reibbacken 10. Dadurch, daß das Kühlöl die Mitte der Reibbacken 10 beaufschlagt, wird eine optimale Kühlung erzielt. Dank der zusätzlichen Kühlung der Reibbacken 10 nach Fig. 3 erfährt der Reibbelag 11 keine zu große Erwärmung, was sich günstig auf das Verschleißverhalten und die Konstanz der Reibungskoeffizienten auswirkt. - Leerseite -

Claims (8)

1. Zylinderreibungsbremse bzw. -kupplung, insbesondere bei Planetengetrieben f Patentanstrüche 1. Zylinderreibungsbremse oder -kupplung, insbesondere bei Planetengetrieben, mit radial bewegbar in einem ringförmigen Gehäuse angeordneten Reibbacken mit Reibbelag, die bei geschlossener Bremse durch den Druck eines Strömungsmittels an eine Bremsscheibe drückbar sind, wobei die Abdichtung der Reibbacken gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtmanschette erfolgt und wobei Verbindungselemente vorgesehen sind, welche bei geschlossener Bremse die Reibkraft der Reibbacken auf das Gehäuse übertragen und bei sich öffnender Bremse die Reibbacken von der Bremsscheibe abheben, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbacken (10) in den als Trägerelemente (2, 3) ausgebildeten Verbindungselementen radial gelagert und axial verschiebbar angeordnet sind, daß die Reibbacken (10) und die in ihrer Radialbewegung begrenzten Trägersegmente (2, 3) gemeinsam in beidseitig im Gehäuse (1) befestigten ProEilstäben (7) positioniert sind und daß zwischen den Trägersegmenten (2, 3) und den Profilstäben (7) Federelemente (8) angeordnet sind.
2. 2. Zylinderreibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (7) als Vierkantstäbe ausgebildet sind, welche in Nuten (30) des Gehäuses (1) eingreifen.
3. 3. Zylinderreibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersegmente (2, 3) über gegen das Gehäuse (1) anlegbare Nasen (9) in ihrer Radialbewegung begrenzt sind.
4. 4. Zylinderreibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wechselweise Trägersegmente (2, 3) mit schrägen und mit parallelen Endflächen (23, 33) nebeneinander angeordnet sind.
5. 5. Zylinderreibungsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (7) jeweils eine mit Querbohrungen (18) verbundene axiale Bohrung (17) aufweisen, welche mit einer sich durch einen Gehäusedeckel (16) erstreckenden Kühlölzuleitung (15)in Verbindung steht, wobei die Querbohrungen (18) gegen den Reibbelag (11) gerichtet sind.
6. 6-. Zylinderreibungsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbacken (1Q) an einer Stirnseite mindestens eine Gewindebohrung (20) aufweisen.
7. 7. Zylinderreibungsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbacken (10) beiderseitig in axialer Richtung durch die Gehäusedeckel (16 19) geführt sind.
8. 8. Zylinderreibungsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbacken (10) außenseitig Längsnuten (24) aufweisen, in welche in den Trägersegmenten (2, 3) gelagerte Kopfbolzen (12) eingreifen.