DE3626188C2 - Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung - Google Patents

Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und insbesondere auf eine Bremsvorrichtung, die als Betriebsbremse mit Hilfe eines Druckmittels und als Hilfs- und Feststellbremse mittels einer Federanordnung betätigbar ist, deren Wirkung wiederum mit Hilfe eines Druckmittels aufgehoben werden kann.
Eine derartige Bremsvorrichtung ist aus der US 39 46 837 bekannt und hat ein Gehäuse, in dem mehrere bezüglich des Gehäuses drehfeste Bremslamellen vorgesehen sind, sowie eine bezüglich des Gehäuses drehbare Welle. Mit der Welle sind mehrere drehbare Bremslamellen mitdrehbar verbunden, die mit den drehfesten Bremslamellen in Reibkontakt gebracht werden können. Die vorbekannte Bremsvorrichtung weist ferner eine erste Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem im Gehäuse axial beweglichen Element auf, mittels dem die Betriebsbremsung durchführbar ist, und hat eine zweite Kolben-Zylinder- Anordnung mit einem Kolben, der unabhängig von dem beweglichen Element der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung bewegbar ist, der durch eine Federanordnung beaufschlagt ist, und der im Gehäuse eine gesonderte Bremsentlastungskammer begrenzt, um der Wirkung der Federanordnung entgegenwirken zu können. Dabei sind das bewegliche Element der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung und der Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung ausgehend von einem Ende des in einer von der Bremsentlastungskammer getrennten Kammer aufgenommenen Bremslamellenpakets in dieser Reihenfolge in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Schließlich besitzt der Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung eine Schulter, die mit einem Ende des beweglichen Elements der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung wahlweise in Anlage gebracht werden kann, um die Bremskraft der Federanordnung über das bewegliche Element der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung auf das Bremslamellenpaket zu übertragen.
Obgleich die vorbekannte Bremsvorrichtung eine sichere und gute Bremswirkung erzeugt, weist sie den Nachteil auf, daß sie in Achsrichtung der Welle relativ lang ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Bremsvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß sie bei sicherer und guter Bremswirkung sehr kompakt baut.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß ist das bewegliche Element der ersten Kolben- Zylinder-Anordnung vollständig in der Bremsentlastungskammer aufgenommen, die auch das Bremsscheibenpaket enthält, so daß lediglich eine Kammer vorgesehen ist, die sowohl der Aufhebung der Hilfs- und Feststellbremsung als auch der Aufnahme des beweglichen Elements der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung und des Bremsscheibenpakets dient. Im Ergebnis baut die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung sehr kurz.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, wobei 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 einer Antriebswelle 3, die mit einer äußeren Kerbverzahnung 4 versehen ist und den Drehantrieb eines Körpers (Rad, Raupen­ kette etc.) ermöglicht, und einer sog. Bremswelle 5, mit der drehbare Bremsscheiben 6 drehend kraftschlüssig verbunden sind,
  • - ein Gehäuse 7, das an einem 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 drehbaren Bremsscheiben 6 gesetzt sind.
Ein äußeres Ende der Bremswelle 5 und das Paket aus drehfesten Bremsscheiben 13 und drehbaren 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 einer ersten Kolben-Zylinder-Anordnung, deren Zylinder 15 durch einen Kranz 16 auf einer drehfesten Bremsscheibe 13 abgestützt ist, welche ein Ende 22 des Brems­ scheibenpakets bildet. Eine Bremskammer 17 ist zwischen dem Boden des ZyIinders 15 und dem Kolben 14 ausgebildet.
Darüber hinaus ist der Kolben 18 einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung gleitend im Innern einer Bohrung 19 des Gehäuses 7 und auch bezüglich des Kolbens 14 der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung angebracht, wodurch im Innern des Gehäuses 7 eine Bremsentlastungskammer, die mit dem Raum 12 zusammenfällt, welcher das Bremsscheibenpaket enthält, und eine andere Kammer 20, welche eine aus elastischen Ringscheiben gebildete Federanordnung 21 enthält, angeordnet sind.
Es ist anzumerken, daß ausgehend vom Ende 22 des Bremsscheiben­ pakets der Zylinder 15 der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung und der Kolben 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung 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 Bremsentlastungskammer 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 der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung sowie den Druckaufbau in der Kammer 12 zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinder 15 bis zum Außenumfang des Kolbens 14 ermöglichen.
Ein im Deckel 10 und in dem Kolben 14 der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung angeordneter Kanal 24 verbindet die Bremskammer 17 mit einem Anschluß 25. Ein in der Wand des Gehäuses 7 befindlicher Kanal 26 verbindet entsprechend die Bremsentlastungskammer 12 mit einem anderen Anschluß 27.
Der hydraulische Steuerungskreis der ersten und zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung 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 in den 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 aufrechtzuerhalten.
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 der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung 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 Bremsentlastungs­ 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 entsprechende Teile in den beiden Figuren. Die hauptsächlichen Unterschiede sind folgende:
  • - der Deckel 10 weist nicht mehr den Kolben 14 auf, sondern hat dagegen in seiner Mitte eine Öffnung 45 für den Durchtritt eines Vorsprungs 46 des Kolbens 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung;
  • - der Zylinder der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung ist ersetzt durch einen Kolben 15a, der im Innern einer Bohrung 47 gleitet, welche im Kolben 18 angeordnet ist und in die die Bremsentlastungs­ kammer 12 begrenzende Seite des Kolbens einmündet;
  • - eine Bremskammer 48 ist durch den Kolben 15a, die Bohrung 47 und ihren Boden begrenzt und durch einen Kanal 49 mit dem Anschluß 25 verbunden;
  • - der Deckel 10 wird in seiner Position mittels eines Halterings 50 gehalten, der in eine in der Bohrung 19 befindliche Nut 51 eingesetzt ist;
  • - die Federanordnung 21 wird durch Schraubendruckfedern gebildet;
  • - der Kranz 16 ist Teil des Kolbens 15a.
Es ist auch festzustellen, daß in jeder der beschriebenen Ausführungsformen der gerade Abschnitt des Kolbens 14 bzw. 15a der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung erheblich kleiner ist als der des Kolbens 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung: In diesen Ausführungs­ beispielen besteht ein Verhältnis von 1/16 zwischen diesen geraden Abschnitten.
Der dargestellte hydraulische Kreislauf schließlich besitzt nur eine Pumpe, die das Druckmittel für die Bremssteuerung und die Bremsentlastungssteuerung 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 Bremsentlastungskammer 12 häufig mit einer Flüssigkeit beaufschlagt, 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 erzielt, wenn die Bremsentlastungskammer 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 und drückt den Kolben 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung in Richtung einer Volumenverringerung der Bremsentlastungskammer 12. Der Kolben 18 beaufschlagt den Zylinder 15 gemäß den Fig. 1 und 2 oder den Kolben 15a gemäß Fig. 3, was ein Anpressen des Kranzes 16 an das Ende 22 des Bremsscheibenpakets 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 Steuerung des ersten Verteilers 30 in seine erste Stellung und des zweiten Verteilers 31 in seine zweite Stellung ermöglichen der Bremsentlastungsflüssigkeit, in die Bremsentlastungskammer 12 zu gelangen und auf einen Kolbenabschnitt zu wirken, der entweder dem Abschnitt des großen Kolbens 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung 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 entlastungskammer 12, d. h. mit dem Ziel der Aufhebung des Bremsdrucks auf die Bremsscheiben. Selbstverständlich ist die Druckkraft der Bremsentlastungsflüssigkeit größer als diejenige der Federanordnung 21, so daß die Bremsentlastung wirksam gewährleistet ist. 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 gesteuert wird, während der zweite Verteiler 31 in seiner zweiten Stellung verbleibt, und indem der Druck der Pumpe 29 mittels des Ventils 52 in der Bremskammer 17 bzw. 48 verändert wird, um auf diese Weise ein Zusammenpressen des Bremsscheibenpakets durch den Zylinder 15 oder den Kolben 15a und schließlich eine hydraulische Bremsung zu erzielen.
Außer der Erzielung der drei vorerwähnten Funktionen sind noch folgende Einzelheiten hervorzuheben:
  • - der Abschnitt des Bremskolbens 14 bzw. 15a ist im Verhältnis zu demjenigen des Bremsentlastungskolbens 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. 15a und der Bremsentlastungskolben 18 durch völlig unabhängige Teile gebildet sind, erlaubt es darüber hinaus, im Zeitpunkt der hydraulischen Bremsung die Gegenwirkung des Drucks der noch in der Bremsentlastungskammer 12 enthaltenen Flüssigkeit auf die alleinige Wirkung dieser Flüssigkeit auf den (kleinen) Abschnitt des Bremskolbens 14 bzw. 15a zu beschränken;
  • - dahingegen kann die Bremsentlastungsflüssigkeit, die auf den ganzen Abschnitt des Kolbens 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung, eventuell auf einen geringfügig verminderten (z. B. auf einen 15/16 entsprechenden Abschnitt) wirkt, d. h. auf einen großen Abschnitt, die Bremsentlastung 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, wodurch ermöglicht wird, die Bremskraft proportional zum zugeführten Druck zu steuern, unabhängig vom Druck in der Kammer 12;
  • - wenn der jeweilige Druck in der Bremskammer 17 bzw. 48 und der Bremsentlastungskammer 12 sehr unterschiedlich ist und zudem der Druck in der Bremsentlastungskammer 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 Minimalwert von 120 bar (150-30 bar), ist also von geringem relativen Wert (1/12); dieses Ergebnis hängt mit der Hinter­ einanderanordnung des ersten (14 bzw. 15a) und zweiten (18) Kolbens zusammen;
  • - bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 3 wirkt die in die Kammer 12 aufgenommene Bremsentlastungsflüssigkeit außerdem noch in Richtung des Zylinders 15 oder des Kolbens 15a der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung, so daß er sich von dem Ende 22 des Pakets löst, und verhindert dadurch, daß der Kranz 16 weiter auf das Ende 22 einwirkt, verhindert also eine Restbremsung und eine vorzeitige Abnutzung der Bremsschreiben; dieses Ergebnis wird aufgrund der Tatsache erzielt, daß sich der Zylinder 15 oder der Kolben 15a in der Bremsentlastungskammer 12 befinden und daher der Wirkung der Bremsentlastungsflüssigkeit unterliegen;
  • - die hintereinandergesetzte Anordnung von Zylinder 15 oder Kolben 15a der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung und Kolben 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung gestattet darüber hinaus einen kompakten Aufbau der Bremsvorrichtung sowie eine vereinfachte Anordnung der Anschlüsse 25 und 27 des hydraulischen Kreislaufs.
Es muß noch erwähnt werden, daß, obgleich sich in den beschriebe­ nen Ausführungsbeispielen nur der Kranz 16 auf dem Ende 22 des Bremsscheibenpakets abstützt, auch die Variante möglich ist, die Abstützung des Kolbens 18 der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung auf dem Ende 22 zugleich mit der Abstützung des Kranzes 16 auf dem Ende 22 vorzusehen.

Claims (3)

1. Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung, die als Betriebsbremse mit Hilfe eines Druckmittels und als Hilfs- und Feststellbremse mittels einer Federanordnung (21) betätigbar ist, deren Wirkung mit Hilfe eines Druckmittels aufhebbar ist, mit
einem Gehäuse (7), in dem mindestens eine bezüglich des Gehäuses (7) drehfeste Bremsscheibe (13) vorgesehen ist,
einer bezüglich des Gehäuses (7) drehbaren Welle (5),
mindestens einer drehbaren Bremsscheibe (6), die mit der Welle (5) mitdrehbar verbunden und mit der drehfesten Bremsscheibe (13) in Reibkontakt bringbar ist,
einer ersten Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem im Gehäuse (7) axial beweglichen Element (15; 15a), mittels dem die Betriebsbremsung durchführbar ist, sowie
einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Kolben (18), der unabhängig von dem beweglichen Element (15; 15a) der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung bewegbar ist, der durch die Federanordnung (21) beaufschlagt ist, und der im Gehäuse (7) eine Bremsentlastungskammer (12) begrenzt, um der Wirkung der Federanordnung (21) entgegenwirken zu können,
wobei das bewegliche Element (15; 15a) der ersten Kolben- Zylinder-Anordnung und der Kolben (18) der zweiten Kolben- Zylinder-Anordnung ausgehend von einem Ende (22) des Bremsscheibenpakets (6, 13) in dieser Reihenfolge in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element (15; 15a) der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung vollständig in der Bremsentlastungskammer (12) aufgenommen ist, die auch das Bremsscheibenpaket (6, 13) enthält.
2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element (15; 15a) der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung die Bremskraft der Federanordnung (21) und/oder die mittels der ersten Kolben- Zylinder-Anordnung aufgebrachte Bremskraft auf das Bremsscheibenpaket (6, 13) überträgt, wobei der Kolben (18) der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung bei der Hilfs- und Feststellbremsung an dem beweglichen Element (15; 15a) der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung mit Druck anliegt und letzteres diesen Druck auf das Bremsscheibenpaket (6, 13) überträgt.
3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element (15) der ersten Kolben- Zylinder-Anordnung eine Begrenzungsfläche hat, die gegen das eine Ende (22) des Bremsscheibenpakets (6, 13) ausgerichtet und mindestens teilweise durch einen zur Drehachse (2) der Welle (5) koaxialen Kolben (40) gebildet ist, der im Inneren einer im Ende der Welle (5) befindlichen und gegen die Bremsentlastungskammer (12) abgedichteten Kammer (43) ohne Flüssigkeitsdruck gleitend aufgenommen ist.
DE3626188A 1985-08-05 1986-08-01 Bremsvorrichtung mit Mehrfachwirkung Expired - Fee Related DE3626188C2 (de)

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DE3626188A1 DE3626188A1 (de) 1987-02-12
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