DE3635118A1 - Hydraulisch gelueftete lamellenbremse mit gerigem luftdruck - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung, vorzugsweise auf eine Lamellenbremse.

Es sind bereits verschiedene Bauarten hydraulisch gelüfteter Lamellenbremsen bekannt. Bei einer bekannten Bremse dieser Bauart wird ein Ringkolben verwendet, der gegenüber dem Bremsgehäuse durch Dichtungen abgedichtet ist und einen Druckraum für die Zuführung eines Druckmediums zum Anlegen des Lüftdrucks bildet. Der innere Dichtungsdurchmesser ist dabei größer als der innere Durchmesser der Lamellen, so daß zur Erreichung eines geringen Lüftdrucks bei gleichzeitig hohem Bremsmoment (was eine hohe Federkraft voraussetzt) der Außendurchmesser des Ringkolbens vergrößert werden muß. Dies bedeutet eine unerwünschte Vergrößerung der Bremsabmessungen wie auch des Gewichts der Bremse.

Aus der DE-OS 33 24 775 ist bereits eine sogenannte Federspeicher-Scheibenbremse bekannt, bei der man den Luftdruck auf einen Kolben mit kleinem inneren Dichtungsdurchmesser wirken läßt. Auf diese Weise hat man für den Lüftdruck eine große Fläche zur Verfügung, so daß man mit einem verhältnismäßig niedrigen Lüftdruck auskommt. Allerdings muß dabei in Kauf genommen werden, daß die Bremslamellen von dem Druckmedium durchflutet werden. Zudem wirkt die den inneren Dichtungsdurchmesser definierende innere Dichtung auf eine sich drehende Welle. Bei der bekannten Bremsvorrichtung verlieren die durchfluteten Lamellen an Bremswirkung und das absolute Bremsmoment wird unbestimmbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung, und zwar insbesondere eine Lamellenbremse, derart auszubilden, daß die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere bezweckt die Erfindung die Weiterbildung einer Bremsvorrichtung, bei der durch Federmittel die Bremse angelegt und durch einen hydraulisch betätigten Kolben die Bremse gelöst wird. Die Erfindung bezweckt insbesondere, die Bremsvorrichtung derart auszubilden, daß ein genau definiertes Bremsmoment erhalten wird. Gleichzeitig soll bei hohem absolutem Bremsmoment der Lüftdruck niedrig sein. Insbesondere soll die Bremsvorrichtung derart ausgebildet werden, daß als Lüftdruck der Servoverstelldruck der Hydraulikeinheiten verwendet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Kolben eine große dem Lüftdruck auszusetzende Kolbenfläche bildet, die nicht mit den Lamellen in Verbindung steht, so daß trockene Lamellen sichergestellt sind. Es wird ferner vorgesehen, daß der auf die Bremslamellen einwirkende Bremskörper klein ausgebildet ist.

Insbesondere sieht die Erfindung bei den Bremsvorrichtungen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 3 die in den kennzeichnenden Teilen dieser Ansprüche genannten Maßnahmen vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbespielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine eine Welle aufweisende zu bremsende Anordnung mit einer daran angeordneten Lamellenbremse;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Erfindung in einer Teillängsschnittdarstellung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße rotationssymmetrisch aufgebaute Bremsvorrichtung in der Form einer Lamellenbremse 1, die an einer Anordnung 2 befestigt ist, die eine nach Bedarf mehr oder weniger zu bremsende Welle 3 aufweist. Bei der Anordnung 2 kann es sich beispielsweise um einen Hydraulikmotor handeln.

Die Lamellenbremse 1 ist an der Anordnung 2 befestigt, und zwar verlaufen Schraubbolzen 10 durch ein Bremsvorrichtungs­ gehäuse 6 der Lamellenbremse 1 und sind in das Gehäuse der Anordnung 2 eingeschraubt.

Das Bremsvorrichtungsgehäuse 6 ist bei der dargestellten Anordnung zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem ersten schalenförmigen Gehäuseteil (Bremsgehäuse) 20 sowie einem daran durch Schrauben 33 befestigten zweiten Gehäuseteil (Bremskolbengehäuse) 21. Das Bremskolbengehäuse 21 bildet einen im wesentlichen parallel zur Lähgsachse 14 der Anordnung 2 verlaufenden ringförmigen Randteil 27 und einstückig damit eine im wesentlichen radial verlaufende scheibenförmige Trennwand 26.

Im Inneren des Bremsgehäuses 20 ist das Ende der Welle 3 angeordnet. Zwischen dem Außenumfang der Welle 3 und dem Innenumfang des Bremsgehäuses 20 ist ein Lamellenraum 17 definiert, in dem eine Bremslamellenanordnung (Bremsmittel) 7 untergebracht ist. Die Lamellenanordnung 7 besteht aus ineinandergreifend angeordneten Lamellen. Ein Satz Lamellen 5 sitzt stationär am Innenumfang des Bremsgehäuses 20, während ein anderer Satz von Lamellen 4 am Außenumfang des Wellenendes befestigt ist und sich mit diesem dreht. Beispielsweise ist in Fig. 1 mit 5 eine stationäre Lamelle und mit 4 eine sich drehende Lamelle bezeichnet.

Bremsbetätigungsmittel in der Form eines Bremskörpers 9 dienen dazu, die Kraft einer Tellerfeder (d. h. einer Druckfeder oder allgemein von Federmitteln) 8 auf die Lamellenanordnung 7 zu übertragen, so daß die Lamellen gegeneinander gedrückt werden und eine Abbremsung der Welle 3 bewirken. Die Feder 8 liegt zu diesem Zweck auf einer Auflagefläche des Bremskörpers 9 auf und stützt sich andererseits am Gehäuse 6 ab. Die Tellerfeder übt auf den Kolben 30 eine zum Ende der Welle 3 hin gerichtete Kraft aus. Die Feder 8 liegt in einem mit 12 bezeichneten Federraum, der im wesentlichen vom Gehäuse 6 gebildet wird.

Der Bremskörper 9 weist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 einen Schalenabschnitt 13 und einen Lagerabschnitt 15 auf. Der Bremskörper 9 ist insgesamt von rotationssymmetrischem Aufbau.

Der Bremskörper 9 bildet an seinem Außenumfang eine Lagerfläche 16 und ist entlang der Längsachse 14 der Anordnung 2 und der Lamellenbremse 1 hin- und herbeweglich angeordnet. Zu diesem Zweck bildet eine innen liegende Öffnung 18 der Trennwand 26 eine Lagerfläche, in der eine Dichtung 25 untergebracht ist.

Ferner sitzt auf der Lagerfläche 16 des Lagerabschnitts 15 ein Kolben (Deckel) 30 , der im ganzen ringförmig ausgebildet ist. Der Kolben 30 bildet auf seiner zur Trennwand 26 hinweisenden Seite einen Druck- oder Ringraum (auch Druckkammer genannt) 29. Eine Dichtung 24 in der Lagerfläche 16 sieht eine Abdichtung für den Innenumfang des Kolbens 30 vor. Ferner ist ein Sicherungsring 32 in einer Nut der Lagerfläche 16 eingesetzt und begrenzt die Axialbewegung des Kolbens 30 in einer Richtung von der Lamellenanordnung 7 weg. Erfindungsgemäß ist der Koben an seinem Außenumfang 46 mittels einer Dichtung 45 gegenüber der Innenumfangsfläche 23 des Randteils 27 abgedichtet. Die Dichtung 45 sitzt in einer Ringnut inm Außenumfang 46. Ferner ist der Kolben 30 durch eine Ringfeder 31 axial nach innen zur Bremsanordnung hin vorgespannt. Die Ringfeder 31 stützt sich im Randteil 27 ab und liegt federnd am Kolben 30 an.

Man erkennt, daß sich die Druckkammer (Druckraum) 29 über eine sehr große Ringfläche hinweg in Radialrichtung erstreckt. Demnach ist auch eine große Fläche des Kolbens 30 dem Druck P _L eines Strömungsmittels aussetzbar, welches der Druckkammer 29 über eine Druckmittelzufuhröffnung 28 im Bremskolbengehäuse 21 zuführbar ist. Trotz dieser großen Kolbenfläche ist die Baugröße der Lamellenbremse 1 insbesondere in Radialrichtung klein.

Man erkennt ferner, daß die Druckkammer 29 gegenüber dem Federraum (Federkammer) 12 und dem Lamellenraum 17 getrennt ist, so daß das in Kammer 29 befindliche Druckmedium oder Strömungsmittel beispielsweise Hydrauliköl nicht in die Lamellenanordnung 7 gelangen kann. Die erfindungsgemäße Lamellenbremse 1 gehört also zur sogenannten "trockenen" Bauart, die im Gegensatz zur sogenannten "nassen" Bauart steht, bei der die Lamellen vom Druckmittel durchflutet sind, was die Bremswirkung vermindert und zu einem unbestimmten absoluten Bremsmoment führt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Lamellenbremse 1 dürfte aufgrund der obigen Ausführungen dem Fachmann verständlich sein. Kurz zusammengefaßt sei folgendes bemerkt:

Die Lamellenbremse 1 befindet sich gemäß Fig. 1 in ihrer maximalen Bremspostion. Die Tellerfeder 8 drückt den Bremskörper 9 mit der maximal zur Verfügung stehenden Kraft gegen die Lamellenanordnung 7. Zur Verminderung der Bremskraft kann über die Druckmittelzufuhröffnung 28 ein Druckmittel mit dem Druck P _L in die Kammer 29 eingegeben werden. Dieser Druck P _L wird als Lüftdruck bezeichnet. Der Lüftdruck P _L wirkt auf die große Wirkfläche F des Kolbens 30 und verursacht je nach seiner Größe eine mehr oder weniger große Verschiebung des Bremskörpers 9 nach rechts entgegen der Kraft der Feder 8, so daß die Lamellenanordnung 7 einem mehr oder weniger verringerten Druck durch den Bremskörper 9 ausgesetzt ist. Nachdem die Fläche F bei der erfindungsgemäßen Konstruktion sehr groß ist, kann der Luftdruck P _L verhältnismäß klein sein.

Wie bereits erwähnt, gelangt das Druckmedium in der Kammer 29 nicht zur Lamellenanordnung 7, so daß die Lamellen 4, 5 trocken bleiben, was für ein genau definiertes Bremsmoment insbesondere bei vielen Anwendungen des Mobilbereiches erforderlich ist.

Dadurch, daß der Luftdruck wegen der großen Fläche F verhältnismäßig klein sein kann, ist es möglich, als Luftdruck den Servoverstelldruck derjenigen Hydraulikeinheiten zu verwenden, an denen die Lamellenbremse 1 Verwendung findet. Dieser Servoverstelldruck liegt in der Regel unter 15 bar.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Erfindung und zeigt darüberhinaus ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lamellenbremse 50 insofern, als hier ein Kolben 51 der zusammen mit dem Gehäuse 6 die Kammer 29 bildet, durch eine Schraube 52 mit dem Bremskörper 9 verbunden ist. Der Kolben 51 ist also fest am Bremskörper 9 befestigt und kann sich nicht wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 auf einem Legerabschnitt 15 des Bremskörpers 9 bewegen.

Claims (13)

1. Bremsvorrichtung, insbesondere Lamellenbremse, bei der die Bremslamellen durch in einem Gehäuse (6) hin- und herbewegbar angeordnete Bremsbetätigungsmittel (9) beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsmittel einen mittigen Abschnitt (15) aufweisen, der durch das Gehäuse hindurchgeführt ist und mit dessen hindurchgeführten Ende ein im Gehäuse (27) dichtend geführter Deckel (Kolben) (30) verbunden ist und einen von den Lamellen gesonderten Druckraum (29) bildet.

2. Bremsvorrichtung, insbesondere Lamellenbremse, mit Bremsbetätigungsmitteln (9), die durch Federmittel (8) ein Anlegen der Bremse bewirken, einem Druckraum (29) gebildet durch einen hin- und herbewegbaren Kolben (30) mit einer Wirkfläche für ein Druckmedium, um bei Zuführung des Druckmediums die Bremse zu lösen, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht mit den Bremslamellen in Verbindung stehende Druckraum (29) eine Wirkfläche aufweist, die praktisch durch die gesamte zu den Lamellen hinweisende Fläche des Kolbens gebildet ist.

3. Bremsvorrichtung, bei der folgendes vorgesehen ist: ein Gehäuse (6), in dem Bremsbetätigungsmittel in der Form eines Bremskörpers (9) hin- und herbewegbar angeordnet sind, und zwar zwischen einer Bremsanlageposition und einer Bremsfreigabeposition,
Bremsmittel (4, 5), die durch die Bremsbetätigungsmittel betätigbar sind,
Federmittel, welche den Bremskörper in die Bremsanlageposition vorspannen, und
Bremslösemittel in der Form eines Kolbens (30), welche bestrebt sind, den Bremskörper (9) in seine Bremsfreigabeposition zu bewegen, wenn ein Druckmedium einem Druckraum (29) zugeführt wird, der von den Bremslösemitteln (30) und dem Gehäuse (6) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei voneinander abgedichtete Räume oder Kammern, eine erste Kammer (12) und eine zweite Kammer (34) bildet,
daß die erste Kammer (12) mit der Bremse in Verbindung steht, und
daß die zweite Kammer (34) mit einem Druckmedium derart beaufschlagbar ist, daß der Bremskörper in Richtung seiner Bremsfreigabeposition bewegt wird.

4. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Kammer (12) die Federmittel (8) angeordnet sind.

5. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß die Federmittel sich zum einen am Gehäuse (6) abstützen und zum anderen am Bremskörper (9) anliegen.

6. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bremsmittel aufnehmender Brems- oder Lamellenraum (7) ebenso wie die ersten und zweiten Kammern rotationssymmetrisch bezüglich einer Längsachse (14) einer zu bremsenden Anordnung (2) wie auch der Bremsvorrichtung (1) angeordnet sind.

7. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (9) einen Schalenabschnitt (13) zur Anlage an den Bremslamellen und einen vorzugsweise wellenförmig ausgebildeten Lagerabschnitt (15) aufweist, der sich durch eine Trennwand (26) des Gehäuses (6) erstreckt und der an einem sich durch die Öffnung der Trennwand (26) erstreckenden Ende den Kolben (30) derart trägt, daß dieser bei einer Axialbewegung entgegen der Kraft der Federmittel (8) die Bremse löst.

8. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (30) gegenüber dem Gehäuse durch zwei Dichtungen (25 und 45) und gegenüber dem Lagerabschnitt (15) durch eine Dichtung (24) abgedichtet ist.

9. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (30) auf dem Lagerabschnitt (15) einseitig durch einen Sicherungsring (32) gehalten ist.

10. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß der Kolben (30) am Lagerabschnitt (15) durch Schraubmittel befestigt ist.

11. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (30) durch eine an seinem Außenumfang angeordnete Ringfeder (31) axial nach innen zur Bremsanordnung hin vorgespannt ist.

12. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) zweiteilig ausgebildet ist und ein Bremsgehäuse (20) sowie ein daran befestigtes Bremskolbengehäuse (21) aufweist.

13. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremskolbengehäuse (21) die Radialwand (26) und einen axialen ringförmigen Randteil (27) aufweist, an dessen Innenober- oder Umfangsfläche (23) der Kolben (30) abgedichtet geführt ist.