DE3626188A1

DE3626188A1 - Bremsvorrichtung mit mehrfachwirkung

Info

Publication number: DE3626188A1
Application number: DE19863626188
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Lallier
Original assignee: Poclain Hydraulics France SA
Current assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1986-08-01
Publication date: 1987-02-12
Anticipated expiration: 2006-08-02
Also published as: FR2585653B1; JPS6237531A; DE3626188C2; US4723636A; GB2178809B; FR2585653A1; GB2178809A; GB8618840D0; IN166434B

Description

Es sind schon Bremsvorrichtungen mit mehreren Funktionen, wie Hilfs- und Feststellbremse, Lösen der Sicherheitsbremse und Betriebsbremse, bekannt.

So ist auch eine Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung bekannt - eine Wirkung als Hilfs- und Feststellbremse mittels eines elastischen Rückstellelements, eine Wirkung als Betriebs bremse betätigt mittels einer Druckflüssigkeit und eine Wirkung als Bremsaufhebung betätigt mittels einer Druck flüssigkeit -, bestehend aus einem Gehäuse, in welchem mindestens eine bezüglich des Gehäuses drehfeste Brems scheibe vorgesehen ist, einer bezüglich des Gehäuses drehend und kraftschlüssig oder als Teil eines Körpers vor der Bremse angebrachten Welle, mindestens einer drehenden Bremsscheibe, die mit der Welle kraftschlüssig verbunden ist und in Kontakt mit der festen Scheibe gebracht und auch wieder von ihr gelöst werden kann, einem ersten Preßtopf, dessen im Innern des Gehäuses axial bewegliches Element das Steuerungselement der Druckflüssigkeitsbremse bildet, und einem zweiten Preßtopf mit einem Kolben, welcher getrennt und unabhängig vom beweglichen Element des ersten Preßtopfes ist und im Innern des Gehäuses eine Bremsaufhebungskammer begrenzt und welcher durch das elastische Rückstellelement der Hilfs- und Feststellbremse beaufschlagt ist, wobei das bewegliche Element des ersten Preßtopfes und der Kolben des zweiten Preßtopfes ausgehend von nur einem der beiden Enden des alternierenden Stapels von festen und drehenden Bremsscheiben in dieser Reihenfolge in axialer Richtung hintereinander gesetzt sind.

Diese Anordnung kann jedoch Nachteile aufweisen, u. a. ist es erforderlich, den Bremsaufhebungskolben durch eine Hochdruck- Flüssigkeit zu steuern, wobei dieser Kolben im allgemeinen relativ klein ist. Darüber hinaus sind die verschiedenen Kammern und geschlossenen Räume voneinander abgetrennt, was im allgemeinen dazu führt, daß die Vorrichtung hinsichtlich ihrer Länge sehr sperrig ist und daß die Anordnung der nicht in demselben Bereich angebrachten Anschlüsse für die Leitungen der Steuerungsflüssigkeiten auch einen nicht optimalen Raumbedarf aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, indem eine neue, an eine Bremsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung angepaßte Anordnung vorgeschlagen wird.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß jedes der beweglichen Elemente der beiden Preßtöpfe mindestens teilweise in der Bremsaufhebungskammer angeordnet, welche auch die feste(n) Bremsscheibe(n) und die drehende(n) Bremsscheibe(n) enthält.

Vorzugsweise werden darüber hinaus die folgenden vorteilhaften Anordnungen getroffen:

- das bewegliche Element des ersten Preßtopfes ist vollständig in der Bremsaufhebungskammer angeordnet;
- nur das bewegliche Element des ersten Preßtopfes überträgt auf den Scheibenstapel den Bremsdruck des elastischen Rückstellelements der Hilfs- und Feststellbremse und/oder den Druck des ersten Druckflüssigkeitsbrems-Preßtopfes, wobei der Kolben des zweiten Preßtopfes bei der Funktion als Hilfs- und Feststellbremse dem beweglichen Element des ersten Preßtopfes mit Druck anliegt und das bewegliche Element des ersten Preßtopfes diesen Druck auf die Scheiben des Scheibenstapels überträgt;
- oder das bewegliche Element des ersten Preßtopfes hat eine Begrenzungsfläche, die gegen die Abstützungsfläche nur des einen der beiden Enden des Scheibenstapels ausgerichtet ist und mindestens teilweise durch einen zur Achse der Welle koaxialen Kolben gebildet ist, der im Innern einer in dem äußeren Ende der Welle befindlichen und gegen die Bremsaufhebungskammer abgedichteten Entlastungskammer ohne Flüssigkeitsdruck gleitend angebracht ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden weitere Merkmale und deren Vorteile anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Dazu wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, in welchen die Fig. 1, 2 und 3 Axialschnitte durch drei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird gebildet durch:

- einen hydraulischen Motor 1 mit zwei um dieselbe geometrische Drehachse 2 drehend angebrachten Ausgangswellen, nämlich der Antriebswelle 3, die mit einer äußeren Riefelung 4 versehen ist und den Drehantrieb eines Körpers (Rad, Raupen kette etc.) ermöglicht, und der sog. Bremswelle 5, mit der umlaufende Bremsscheiben 6 drehend kraftschlüssig verbunden sind,
- ein Gehäuse 7, das an dem Gehäuse 8 des Motors 1 mit Schraubbolzen 9 befestigt ist und das einen mit Schraub bolzen 11 befestigten Verschlußdeckel 10 umfaßt, wobei die Anordnung einen geschlossenen Raum 12 bildet,
- drehfeste Bremsscheiben 13, die drehend kraftschlüssig mit dem Gehäuse 7 verbunden und zwischen die drehenden Scheiben 6 gesetzt sind.

Ein äußeres Ende der Bremswelle 5 und der Stapel der festen Bremsscheiben 13 und der drehenden Bremsscheiben 6 befinden sich in dem Raum 12.

Ein zylinderförmiger Vorsprung des Deckels 10 springt ins Innere des Raums 12 vor und bildet den KoIben 14 eines ersten Preßtopfes, dessen Zylinder 15 durch einen Kranz 16 auf einer festen Scheibe 13 abgestützt ist, welche ein Ende 22 des Scheibenstapels bildet. Eine Bremskammer 17 ist zwischen dem Boden des ZyIinders 15 und dem Kolben 14 angeordnet.

Darüber hinaus ist der Kolben 18 eines zweiten Preßtopfes gleitend im Innern einer Bohrung 19 des Gehäuses 7 und auch bezüglich des Kolbens 14 des ersten Preßtopfes angebracht, wodurch im Innern des Gehäuses 7 eine Bremsaufhebungskammer, die mit dem Teil des Raums 12 zusammenfällt, welcher den Scheibenstapel enthält, und eine andere Kammer 20, welche eine aus elastischen Ringscheiben gebildete Feder 21 enthält, angeordnet sind.

Es ist anzumerken, daß ausgehend vom Ende 22 des Scheiben stapels der Zylinder 15 des ersten Preßtopfes und der Kolben 18 des zweiten Preßtopfes axial in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgen. Darüber hinaus kann sich in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 als auch in denjenigen der beiden anderen Figuren nur der Zylinder 15 auf dem Ende 22 abstützen. Schließlich ist die die Bremsaufhebungskammer 12 begrenzende Seite des Kolbens 18 mit Rippen 23 versehen, welche die Abstützung des Kolbens 18 auf der dem Kranz 16 entgegengesetzten Seite des Zylinders 15 des ersten Preßtopfes sowie den Druckaufbau der Kammer 12 zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinder 15 bis zum Durchmesser des Kolbens 14 ermöglichen.

Ein im Deckel 10 und in dem Kolben 14 des ersten Preßtopfes angeordneter Kanal 24 verbindet die Bremskammer 17 mit einem Anschluß 25. Ein in der Wand des Gehäuses 7 befindlicher Kanal 26 verbindet entsprechend die Bremsaufhebungskammer 12 mit einem anderen Anschluß 27.

Der hydraulische Steuerungskreis des ersten und zweiten Preßtopfes wird gebildet durch:

- einen Flüssigkeitsbehälter 28,
- eine Pumpe 29,
- einen ersten Flüssigkeitsverteiler 30 mit zwei Stellungen,
- einen zweiten Flüssigkeitsverteiler 31 mit zwei Stellungen,
- die Ansaugleitung 32 der Pumpe 29, die die Pumpe mit dem Behälter 28 verbindet,
- die Druckleitung 33 der Pumpe 29,
- Leitungen 34, 34′, die die Druckleitung 33 der Pumpe einerseits mit dem ersten Flüssigkeitsverteiler 30 und andererseits mit einem in der Leitung 34′ angeordneten vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil 52 verbinden,
- Leitungen 35 und 53, die einerseits das Ventil 52 mit dem zweiten Flüssigkeitsverteiler 31 und andererseits mit einem Druckbegrenzungsventil 54 verbinden,
- eine Leitung 55, die das Ventil 54 mit dem Behälter 28 verbindet,
- Leitungen 36, 37, die einerseits den ersten und anderer seits den zweiten Verteiler mit dem Behälter 28 verbinden,
- eine Leitung 38, die den ersten Verteiler 30 mit dem Anschluß 25 des Kanals 24 verbindet, und
- eine Leitung 39, die den zweiten Verteiler 31 mit dem Anschluß 27 des Kanals 26 verbindet.

Bei den beiden Stellungen des ersten Verteilers 30 entspricht:

- die erste Stellung der Verbindung der Leitungen 38 und 36 und dem Verschluß der Leitung 34 und
- die zweite Stellung der Verbindung der Leitungen 34 und 38 und dem Verschluß der Leitung 36.

Bei den beiden Stellungen des zweiten Verteilers 31 entspricht:

- die erste Stellung der Verbindung der Leitungen 39 und 37 und dem Verschluß der Leitung 35 und
- die zweite Stellung der Verbindung der Leitungen 35 und 39 und dem Verschluß der Leitung 37.

Das Ventil 52 ermöglicht es, den Druck der Leitungen 33, 34, 34′ unabhängig von dem in der Leitung 35 herrschenden Druck zu verändern.

Das Ventil 54 ermöglicht es, einen konstanten Druck in den Leitungen 35 und 53 zu erhalten.

Die Bremsvorrichtung gemäß Fig. 2 hat den gleichen Aufbau wie diejenige gemäß Fig. 1, die vorausgehende Beschreibung trifft daher unverändert auf Fig. 2 zu, mit der folgenden zusätzlichen Vorrichtung: Der mittlere Teil des Zylinders 15 des ersten Preßtopfes weist einen einen Kolben 40 bildenden Vorsprung auf, welcher mit einer Dichtung 41 im Innern einer Bohrung 42 gleitet, die in dem sich in der Bremsaufhebungs kammer 12 befindlichen äußeren Ende der Welle 5 angebracht ist. Auf diese Weise wird eine Kammer 43 durch den Kolben 40 und die Bohrung 42 begrenzt, welche einen Zylinder bildet und durch einen Kanal 44 mit dem Innern des Gehäuses 8 des Motors 1 kommuniziert. Im gezeigten Beispiel ist der im Gehäuse 8 des Motors herrschende Druck gering oder Null.

Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt durch eine der in Fig. 1 dargestellten ähnliche Ausführungsform; dieselben Bezugs zahlen bezeichnen sich entsprechende Teile in den beiden Figuren. Die hauptsächlichen Unterschiede sind folgende:

- der Deckel 10 umfaßt nicht mehr den Kolben 14, sondern weist dagegen in seiner Mitte eine Öffnung 45 auf für den Durchtritt eines Vorsprungs 46 des Kolbens 18 des zweiten Preßtopfes;
- der Zylinder des ersten Preßtopfes ist ersetzt durch einen Kolben 15 a, der im Innern einer Bohrung 47 gleitet, welche im Kolben 18 angeordnet ist und in die die Bremsaufhebungs kammer 12 begrenzende Seite des Kolbens einmündet;
- eine Bremskammer 48 ist durch den Kolben 15 a, die Bohrung 47 und ihren Boden begrenzt und durch einen Kanal 49 mit dem Anschluß 25 verbunden;
- der Deckel 10 wird in Position gehalten mittels eines Halterings 50, der in eine in der Bohrung 19 befindliche Nut 51 eingeführt ist;
- die Feder 21 wird durch Schraubendruckfedern gebildet;
- der Kranz 16 ist Teil des Kolbens 15 a.

Es ist auch festzustellen, daß in jeder der beschriebenen Ausführungsformen der gerade Abschnitt des Kolbens 14 bzw. 15 a des ersten Preßtopfes erheblich kleiner ist als der des Kolbens 18 des zweiten Preßtopfes: In diesen Ausführungs beispielen ist ein Verhältnis von 1/16 zwischen diesen geraden Abschnitten festzustellen.

Der dargestellte hydraulische Kreislauf schließlich besitzt nur eine Pumpe, die die Bremssteuerflüssigkeit und die Bremsaufhebungssteuerflüssigkeit liefert. Im gezeigten Beispiel handelt es sich eher um eine vereinfachende Darstellungsweise - der dargestellte Kreislauf funktioniert im übrigen zufriedenstellend - als um eine getreue Wiedergabe des heute allgemein üblichen Kreislaufs. Bei diesem wird in der Tat die Flüssigkeit der Bremsaufhebungskammer 12 häufig durch eine Flüssigkeit gebildet, die schon in einem Haupt kreislauf, der nicht der Bremskreislauf ist, gearbeitet hat und deshalb im allgemeinen einen niedrigen Druck (in der Größenordnung von 20 bis 30 bar) hat und erhebliche Druck schwankungen (bis zu 30% des Durchschnittswerts ihres Drucks) aufweist. Dagegen ist die Bremsflüssigkeit (Kammer 17; 48) eine Hochdruck-Flüssigkeit (150 bar oder sogar mehr), die häufig geregelt ist und deshalb geringe Druckschwankungen aufweist.

Jede dargestellte Ausführungsform hat drei mögliche Funktionen.

Zunächst wird eine Hilfs- und Feststellbremsung erreicht, wenn die Bremsaufhebungskammer 12 und die Bremskammer 17 bzw. 48 eine drucklose Flüssigkeit enthalten, wobei der erste und zweite Verteiler 30, 31 sich jeweils in ihrer ersten Stellung befinden. Die Feder 21 wirkt allein, drückt den Kolben 18 des zweiten Preßtopfes in Richtung einer Volumenverringerung der Bremsaufhebungskammer 12. Der Kolben 18 beaufschlagt den Zylinder 15 gemäß den Fig. 1 und 2 oder den Kolben 15 a gemäß Fig. 3, was eine Andrückung des Kranzes 16 an das Ende 22 des Scheibenstapels und schließlich die Bremsung der Wellen 5 und 3 bewirkt.

Es ist selbstverständlich notwendig, daß sich die Wellen 3 und 5 ohne Bremsung frei drehen können. Die Einstellung des ersten Verteilers 30 in seine erste Stellung und des zweiten Verteilers 31 in seine zweite Stellung ermöglichen der Bremsaufhebungsflüssigkeit, in die Bremsaufhebungskammer 12 zu gelangen und auf einen Kolbenabschnitt zu wirken, der entweder dem Abschnitt des großen Kolbens 18 des zweiten Preßtopfes entspricht (Fig. 1 und 3) oder dem um den Abschnitt des Kolbens 40 verringerten Abschnitt des Kolbens 18 (Fig. 2), und zwar in Richtung einer Volumenvergrößerung der Brems aufhebungskammer 12, d. h. mit dem Ziel der Aufhebung des Bremsdrucks auf die Scheiben. Selbstverständlich ist die Kraft des Drucks der Bremsaufhebungsflüssigkeit größer als diejenige der Feder 21, so daß die Bremsaufhebung wirksam erreicht wird. Es ist anzumerken, daß bei der Ausführungs form gemäß Fig. 2 der Abschnitt des Kolbens 40 im wesentlichen demjenigen des Kolbens 14 entspricht.

Eine Betriebsbremsung erhält man ausgehend von der freien Stellung, ohne die oben beschriebene Bremsung, indem der erste Verteiler 30 in seine zweite Stellung eingestellt wird, während der zweite Verteiler 31 in seiner zweiten Stellung bleibt, und indem der Druck der Pumpe 29 mittels des Ventils 52 in der Bremskammer 17 bzw. 48 verändert wird, um auf diese Weise eine Zusammendrückung des Scheibenstapels durch den Zylinder 15 oder den Kolben 15 a zu erreichen und schließlich eine hydraulische Bremsung.

Außer der Erzielung der drei vorerwähnten Funktionen sind noch folgende Einzelheiten hervorzuheben:

- der Abschnitt des Bremskolbens 14 bzw. 15 a ist im Verhältnis zu demjenigen des Bremsaufhebungskolbens 18 gering, wodurch sich eine schnelle hydraulische Bremsung und schnelle Reaktionen, wie sie auch erwünscht sind, erzielen lassen;
- die Tatsache, daß der Bremskolben 14 bzw. 15 a und der Bremsaufhebungskolben 18 durch völlig unabhängige Teile gebildet sind, erlaubt es darüber hinaus, im Zeitpunkt der hydraulischen Bremsung die Gegenwirkung des Drucks der noch in der Bremsaufhebungskammer 12 enthaltenen Flüssigkeit auf die alleinige Wirkung dieser Flüssigkeit auf den (kleinen) Abschnitt des Bremskolbens 14 bzw. 15 a zu beschränken;
- dahingegen kann die Bremsaufhebungsflüssigkeit, die auf den ganzen Abschnitt des Kolbens 18 des zweiten Preßtopfes, eventuell auf einen geringfügig verminderten (z. B. auf einen 15/16 entsprechenden Abschnitt) wirkt, d. h. auf einen großen Abschnitt, die Bremsaufhebung auch dann erzielen, wenn ihr Druck gering ist;
- in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der in der Kammer 43 wirkende Druck niedrig oder Null, was es ermöglicht, die Bremskraft proportional zum zugeführten Druck zu machen, unabhängig vom Druck in der Kammer 12;
- wenn der jeweilige Druck in der Bremskammer 17 bzw. 48 und der Bremsaufhebungskammer 12 sehr unterschiedlich ist und zudem der Druck in der Bremsaufhebungskammer sehr viel niedriger (20 bis 30 bar) als derjenige in der Bremskammer (150 bar) ist und großen Schwankungen unterliegt, wirkt die Bremsflüssigkeit doch noch zufriedenstellend, denn schlimmstenfalls beträgt die Abweichung des tatsächlichen Bremsdrucks 10 bar (30-20 bar) auf einen Minimumwert von 120 bar (150-30 bar), ist also von geringem relativen Wert (1/12); dieses Ergebnis hängt mit der Wahl der Hinter einanderanordnung des ersten (14 bzw. 15 a) und zweiten (18) Kolbens zusammen;
-bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 3 wirkt die in die Kammer 12 aufgenommene Bremsaufhebungsflüssigkeit außerdem noch in der Richtung auf den Zylinder 15 oder den Kolben 15 a des ersten Preßtopfes, daß er sich von dem Ende 22 des Stapels löst, und verhindert dadurch, daß der Kranz 16 weiter auf das Ende 22 einwirkt, verhindert also die Beibehaltung einer Restbremsung und eine vorzeitige Abnutzung der Bremsschreiben; dieses Ergebnis wird aufgrund der Tatsache erzielt, daß sich der Zylinder 15 oder der Kolben 15 a in der Bremsaufhebungskammer 12 befinden und daher der Wirkung der Bremsaufhebungsflüssigkeit unterliegen;
- die hintereinandergesetzte Anordnung von Zylinder 15 oder Kolben 15 a des ersten Preßtopfes und Kolben 18 des zweiten Preßtopfes gestattet darüber hinaus die Erzielung einer kompakten Bremsvorrichtung sowie eine die Durchführung des hydraulischen Kreislaufs vereinfachende Anordnung der Anschlüsse 25 und 27.

Es muß noch erwähnt werden, daß, wenn sich in den beschriebe nen Ausführungsbeispielen auch nur der Kranz 16 auf dem Ende 22 des Scheibenstapels abstützt, auch die Variante möglich ist, die Abstützung des Kolbens 18 des zweiten Preßtopfes auf dem Ende 22 zugleich mit der Abstützung des Kranzes 16 auf dem Ende 22 vorzusehen.

Claims

1. Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung - eine Wirkung als Hilfs- und Feststellbremse mittels eines elastischen Rückstellelements, eine Wirkung als Betriebsbremse betätigt mittels einer Druckflüssigkeit und eine Wirkung als Brems aufhebung betätigt mittels einer Druckflüssigkeit -, bestehend aus:

- einem Gehäuse, in welchem mindestens eine bezüglich des Gehäuses drehfeste Bremsscheibe vorgesehen ist,
- einer bezüglich des Gehäuses drehend und kraftschlüssig oder als Teil eines Körpers vor der Bremse angebrachten Welle,
- mindestens einer drehenden Bremsscheibe, die mit der Welle kraftschlüssig verbunden ist und in Kontakt mit der festen Scheibe gebracht und auch wieder von ihr gelöst werden kann,
- einem ersten Preßtopf, dessen im Innern des Gehäuses axial bewegliches Element das Steuerungselement der Druckflüssig keitsbremse bildet,
- einem zweiten Preßtopf mit einem Kolben, welcher getrennt und unabhängig vom beweglichen Element des ersten Preßtopfes ist und im Innern des Gehäuses eine Bremsaufhebungskammer begrenzt und welcher durch das elastische Rückstellelement der Hilfs- und Feststellbremse beaufschlagt ist,

wobei das bewegliche Element des ersten Preßtopfes und der Kolben des zweiten Preßtopfes ausgehend von nur einem der beiden Enden des alternierenden Stapels von festen und drehenden Bremsscheiben in dieser Reihenfolge in axialer Richtung hintereinandergesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beweglichen Elemente der beiden Preßtöpfe mindestens teilweise in der Bremsaufhebungskammer (12) angeordnet ist, welche auch die feste(n) Bremsscheibe(n) (13) und die drehende(n) Bremsscheibe(n) (6) enthält.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element des ersten Preßtopfes vollständig in der Bremsaufhebungskammer (12) angeordnet ist.

3. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur das bewegliche Element (15; 15 a) des ersten Preßtopfes den Bremsdruck des elastischen Rückstellelements (21) der Hilfs- und Feststellbremse und/ oder den Druck (17; 48) des ersten Druckflüssigkeitsbrems Preßtopfes auf den Scheibenstapel überträgt (16), wobei der Kolben (18) des zweiten Preßtopfes bei der Funktion als Hilfs- und Feststellbremse dem beweglichen Element (15; 15 a) des ersten Preßtopfes mit Druck anliegt (23) und das bewegliche Element (15; 15 a) des ersten Preßtopfes diesen Druck auf die Scheiben des Scheibenstapels überträgt (16).

4. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element (15) des ersten Preßtopfes eine Begrenzungsfläche hat, die gegen die Abstützungsfläche nur des einen (22) der beiden Enden des Scheibenstapels ausgerichtet ist und mindestens teilweise durch einen zur Achse (2) der Welle (5) koaxialen Kolben (40) gebildet ist, der im Innern einer in dem äußeren Ende der Welle (5) befindlichen und gegen die Bremsaufhebungskammer (12) abgedichteten (41) Entlastungskammer (43) ohne Flüssigkeitsdruck gleitend angebracht ist.