DE3639822A1 - Vollbelagscheibenbremse - Google Patents
VollbelagscheibenbremseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vollbelagscheibenbremse nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Scheibenbremsen werden in erster Linie in
schweren Kettenfahrzeugen verwendet. Durch die große Masse,
die es bei solch schweren Fahrzeugen abzubremsen gilt, ist
die thermische Belastung der Bremse sehr hoch. Dabei
besteht insbesondere die Gefahr, daß die Temperatur des
Druckmittels zu hoch wird.
Bei bekannten Vollbelagscheibenbremsen ist meist keine
Kühlung der Bremse vorgesehen, oder wenn, dann wird sie
stets durch sehr aufwendige Maßnahmen erreicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
gattungsgemäße Vollbelagscheibenbremse zu schaffen, welche
die thermischen Probleme auf einfache und kostengünstige
Weise sicher löst.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen
Vollbelagscheibenbremse durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 gelöst.
Durch diese Lösung wird erreicht, daß die Wärme schon
möglichst nahe an ihre Einleitungsstelle durch das
Kühlmittel abgeführt werden kann. Als Gehäusemittelstücke
werden vorzugsweise zwei völlig identische Teile verwendet.
Einen optimalen wirksamen Reibungsdurchmesser erhält man
dadurch, daß mindestens zwei Belagrückstellvorrichtungen im
Bereich zwischen zwei Reibringen angeordnet sind, und nicht
wie bekannte Lüftspielfedern außen über die Bremsscheiben
geführt werden müssen.
Durch die Verwendung von Außenkühlplatten wird auch die
Wärme, welche an den außenliegenden Belagringen entsteht,
sicher abgeführt.
Durch das Verlegen der Verbindungsbrücken im Hohlraum, der
von Kühlmittel geschlossen ist, wird ein insgesamt
niedriges Temperaturniveau erreicht. Dadurch, daß die als
Wiederholteile verwendeten Verbindungsbrücken keine
parallelen Anflanschflächen aufweisen, sondern einen
bestimmten Winkel zueinander bilden, können sich Toleranzen
zwischen den Anschlußflächen der Betätigungszylinder
vorteilhaft ausgleichen lassen.
Durch das Lüftspielventil wird vorteilhafterweise eine
selbsttätige, hydraulische Lüftspielbegrenzung erreicht,
wodurch eine anfällige, mechanische Nachstellvorrichtung
entfallen kann.
Das vorgegebene Lüftspiel kann optimal dadurch stets
eingehalten werden, daß ein mit mindestens einem
Drucknehmer verbindbarer Anschluß einerseits über eine
bewegliche Wand, beispielsweise einem Kolben oder einer
Membrane, mit dem Druckgeber mittelbar und andererseits
über ein vorgespanntes Sitzventil unmittelbar mit dem
Druckgeber in Verbindung steht. Dabei ist es besonders
sinnvoll, wenn das durch die bewegliche Wand verschiebbare
Volumen gleich dem Volumen ist, das zur Bremsenlüftung aus
dem Drucknehmer abgeführt werden muß.
Müssen bei einer Bremsbetätigung große Volumina verschoben
werden, so ist es besonders günstig, wenn ein weiteres
Sitzventil vorgesehen ist, das durch die bewegliche Wnad
betätigbar ist.
Einen geringen Bauaufwand verlangt eine Ausführung, bei der
die beiden Sitzventile von einer gemeinsamen Feder
vorgespannt werden.
Bei einer Ausführung, bei der der als bewegliche Wand
dienende Kolben als Differentialkolben ausgeführt ist,
dessen größerer Druckbeaufschlagungsfläche vom Druck des
Druckgebers beaufschlagbar ist, wird sichergestellt, daß
stets zuerst der Kolben in eine Endlage verschoben wird,
bevor ggf. das Sitzventil öffnet und Druckmittel zum
Drucknehmer nachfließen kann. Besonders günstig ist eine
Kombination des Lüftspielventils mit einer
Belagrückstellvorrichtung.
Die Funktion und weiteren Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels.
Hierzu zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine
Vollbelagscheibenbremse,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß M-M und N-N nach Fig. 1,
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Lüftspielventil,
Fig. 4 eine andere Ausführung eines
Lüftspielventils.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt eine vorzugsweise wassergekühlte
Vollbelagscheibe, insbesondere für Kettenfahrzeuge. Diese
Bremse weist zwei identische, ringförmige
Gehäusemittelstücke 1, 2 auf, die die Nabe 32, welche auf
der Welle 30 befestigt ist, teilweise umgeben. An den
Gehäusemittelstücken 1, 2 sind Anschlüsse für den
Kühlmittelablauf B und Kühlmittezulauf A vorgesehen. Die
beiden Gehäusemittelstücke sind durch Schrauben 4 unter
Zwischenlegung einer Dichtung 3 miteinander verschraubt und
bilden einen ringförmigen, symmetrischen Hohlraum 5, der
mit dem Kühlmittelzu- und ablauf A, B in Verbindung steht.
Gleichmäßig am Umfang des Hohlraumes 5 verteilt, sind in
abwechselnder Folge jeweils sechs Betätigungszylinder 6
sowie Federtöpfe 8. Diese wurden vor dem Zusammenbau der
beiden Gehäusemittelstücke 1, 2 durch entsprechende
Ausnehmungen in den Stirnflächen derselben gesteckt und
sind durch Anschlagbunde 34 bzw. 35 axial zwischen den
beiden Gehäusemittelstücken fixiert. Die Stirnflächen der
Betätigungszylinder 6 und der Federtöpfe 8 sind mit der
jeweiligen Stirnfläche der Gehäusemittelstücke bündig.
Über 180° sind jeweils die Betätigungszylinder 6 einer
Bremsenhälfte miteinander verbunden und an die
Druckanschlüsse C, E, und die Entlüftungsanschlüsse D, F
angeschlossen. Die Verbindung von einem Betätigungszylinder
6 zum andern geschieht dabei durch Verbindungsbrücken 10,
die
zu den Drucköl- bzw. Entlüftungsanschlüssen durch
Anschlußbrücken 9. Die Anflanschflächen G, H, der
Verbindungsbrücken 10 liegen nicht parallel zueinander,
sondern bilden zusammen einen Winkel (in diesem Fall 60°),
wodurch sich die Toleranzen zwischen den Anschlußflächen
der Betätigungszylinder 6 ausgleichen lassen. Da alle
Betätigungszylinder 6 in ihrer Symmetrieebene normal zu
ihrer Zylinderachse hydraulisch angeschlossen werden
müssen, verlaufen die Druckölkanäle in den Anschlußbrücken
9 nicht wie bei den untereinander indentischen
Verbindungsbrücken 10 in der Mittelebene M-M, sondern
führen schräg aus ihr heraus in jeweils eines der beiden
Gehäusemittelstücke 1 bzw. 2 und werden dort radial nach
außen herausgeführt. Diese Drucköldurchführungen sind
jeweils abgedichtet, um den Austritt des Kühlmediums zu
verhindern.
In den Betätigungszylindern 6 sind jeweils zwei
Betätigungskolben 7 a, 7 b axial beweglich und gedichtet
angeordnet. Die als Hohlkolben ausgebildeten
Betätigungskolben 7 a, 7 b weisen mit ihren gewölbten
Stirnseiten zueinander, während die ringförmige Fläche des
offenen Endes jeweils einen Anpreßring 11 a, 11 b
beaufschlagt. Jeweils auf der vom Betätigungskolben 7 a bzw.
7 b entgegengerichteten Seite des Anpreßringes 11 a bzw. 11 b
sind mittels mehrerer Spannhülsen 13 die inneren
Belagsegmente 12 befestigt. Durch diese sind beide
Bremsscheiben 14, welche mittels einer Kerbverzahnung axial
verschiebbar auf der Nabe 32 geführt sind, beaufschlagbar.
Die Bremsscheibe 14 ist mittels mehrerer Spannhülsen 31 auf
dem Bremsscheibenfuß 33 befestigt, welcher in der
Kerbverzahnung auf der Nabe 32 gelagert ist. Die durch die
Kolben 7 a, 7 b, die Anpreßringe 11 a, 11 b und die inneren
Belagsegmente 12 beaufschlagten
Bremsscheiben 14 stützen sich axial nach außen an den
äußeren Belagsegmenten 15 ab, welche mit Spannhülsen 13 an
den Außenkühlplatten 16 befestigt sind. Durch
Zugankerschrauben 21 werden die Außenkühlplatten 16 und die
Bremsgehäuseringe 17 mit den Gehäusemittelstücken 1, 2
verspannt. Dabei ist sichergestellt, daß alle
Kühlflüssigkeitsdichtungen 3, 22, 23 nur mit den
erforderlichen Dichtkräften, nicht aber mit Scherkräften
belastet werden.
Die Außenkühlplatten 16 weisen Kühlmitteleingänge 20 und
(nicht dargestellte) Kühlmittelausgänge auf, durch die das
Kühlmittel in die Kühlräume 29 gelangen kann. Um die
Anpreßringe 11 a und 11 b gegen Verdrehen zu sichern, sind in
den Bremsgehäuseringen 17 Ausnehmungen 18 vorgesehen, in
welchen sich die axial verschiebbaren Mitnehmerlaschen 19
der Anpreßscheiben abstützen.
In den Federtöpfen 8 sind Druckfedern 24 vorgesehen, welche
über Zugbolzen 25 in wechselnder Folge die Anpreßringe 11 a
bzw. 11 b beaufschlagen. Dazu ist das halbkugelförmige,
vergrößerte Ende des Zugbolzens 25 in einer entsprechenden
Ausnehmung des Anpreßringes 11 gelagert, während der Bolzen
selbst mit seinem anderen Ende, welches eine
scheibenförmige radiale Erweiterung aufweist, in den
Federtopf hineinragt. Das Bolzenmittelteil ist dabei von
einer Druckfeder 24 umgeben, welche sich an einer
Stirnseite des Federtopfes 8 einerseits und an der
radialen, scheibenförmigen Erweiterung des Zugbolzens 25
andererseits abstützt. Auf diese Weise werden die
Anpreßringe 11 a und 11 b zueinander gezogen und sorgen für
die Lüftung der Bremse.
Durch den geschilderten Aufbau der Bremse sind fast
sämtliche Funktions- und Gehäuseteile als Wiederholteile
ausgführt. Die Zwillingsbremse ist sowohl für Rechts- als
auch für Linksausführung geeignet. Aus der Zwillingsbremse
läßt sich ggf. eine Vierlingsbremse kombinieren, bei
welcher wiederum jede der dann vier Bremsscheiben von
beiden Seiten aktiv gekühlt werden können.
Damit sich die beiden gegenläufigen Betätigungskolben 7 a
und 7 b bei fortschreitendem Belagverschleiß nicht nach
jeder Bremsung wieder in die Anfangslage zurückschieben,
ist ein hydraulisches Lüftspielventil zwischen den
Bremsdruckgeber und die Druckölanschlüsse C und E
geschaltet.
Das in Fig. 3 dargestellte Lüftspielventil weist ein
Gehäuse auf, daß sich aus den Gehäuseteilen 112, 121, 130 und
131 zusammensetzt. Im Gehäuseteil 130 ist ein
Druckgeberanschluß 101 vorgesehen, der mit einer
Druckmittelquelle verbindbar ist. Vom Druckgeberanschluß
101 zweigt ein Kanal 102 und eine Bohrung 103 ab, wobei die
Bohrung 103 durch die Gehäuseteile 112 und 121 zu dem im
Gehäuseteil 131 vorgesehenen Bohrungsabschnitt 124 führt.
An den Kanal 102 schließt sich eine Ventileinrichtung an,
welche aus dem Ventilsitz 104 und dem als Kugel
ausgeführten Ventilschließglied 106 besteht. Diese
Ventileinrichtung trennt in geschlossenem Zustand den Kanal
102 vom Raum 111 ab, in welchem eine zweite
Ventileinrichtung, die sich aus einem ebenfalls als Kugel
ausgebildeten Ventilschließglied 113 und dem zugehörigen
Ventilsitz 114 zusammensetzt, vorgesehen ist. Die beiden
Ventilschließglieder 113 und 106 sind in einer Führungshülse
109 gelagert und durch eine gemeisame Feder 107, welche
ebenfalls in der Führungshülse 109 vorgesehen ist, in
Schließrichtung beaufschlagt. Die Führungshülse 109 weist
einen C-profilartigen Querschnitt auf, d.h. sie ist mit
einem axial verlaufenden Schlitz 108 versehen.
Radial vom zylindrischen Raum 111 zweigt eine
Anschlußbohrung 110 ab, die mit einer Bremse,
beispielsweise der zuvor beschriebenen
Vollbelagscheibenbremse, verbindbar ist. Durch die
Ventileinrichtung 113, 114 getrennt, schließt sich axial an
den Raum 111 ein weiterer Raum 116 an, der zylindrische
Form besitzt und der auf seiner dem Ventilsitz 114
gegenüberliegenden Stirnseite durch die kleinere
Stirnfläche 117 eines Differentialkolbens 125 begrenzt
wird. Der Differentialkolben 125 ist mit seinem
Kolbenabschnitt 119, der einen geringeren Querschnitt
aufweist als der zweite Kolbenabschnitt 122, in der zum
Raum 116 gehörenden Bohrung gedichtet und axial
verschiebbar gelagert, während sich sein Kolbenabschnitt
122, der den größeren Querschnitt aufweist, komplett in der
Bohrung 120 befindet und dort gedichtet und axial
verschiebbar geführt ist. An der zum Raum 116 weisenden
Stirnfläche der Bohrung 120 ist eine Bohrung 118
vorgesehen, welche an die Atmosphäre angeschlossen ist. Die
Druckbeaufschlagungsfläche 123 des Kolbenabschnitts 122 ist
über den Bohrungsabschnitt 124 und die Bohrung 103 mit dem
Druckgeberanschluß 101 verbunden.
Axial durch den Raum 116 geführt und zwischen der
Stirnfläche 117 und dem Ventilschließglied 113 ist ein
Stößel 115 vorgesehen, der axial verschiebbar im Ventilsitz
114 geführt ist und der an seiner Mantelfläche mit axial
verlaufenden, am Umfang verteilten Nuten versehen ist.
In drucklosem Zustand befindet sich das Lüftspielventil in
der in Fig. 3 dargstellten Lage.
Wird nun das Lüftspielventil über den Druckgeberanschluß
101 druckbeaufschlagt, so steht dieser Druck im Kanal 102,
sowie in dem Bohrungsabschnitt 124 an. Durch die
Flächenverhältnisse am Differentialkolben 125 bedingt,
verschiebt sich dieser in Richtung auf den Ventilsitz 114
und öffnet dabei über den Stößel 115 das Ventilschließglied
113 gegen die Kraft der Feder 107. Dabei wird das aus dem
Raum 116 verdrängte Volumen in den Raum 111 bzw. in die
Anschlußbohrung 110 und damit in die Bremse gedrückt. Das
Volumen des Raumes 116 ist dabei so bemessen, daß es der
Summe aller Volumina entspricht, die durch die
anzusteuernden Betätigungskolben der Bremse aufgenommen
werden, und die sich aus dem Produkt aus Lüftspiel×den
entsprechenden Betätigungskolbendurchmessern ergeben. Des
weiteren sind sämtliche Elastizitäten, die in der Bremse
auftreten, mit eingerechnet.
Solange die Bremsbeläge der Bremse keinen Verschleiß
aufweisen, bleibt der Durchgang 105 des Ventilsitzes 104
stets geschlossen. Wird nach Beendigung der Bremsbetätigung
die Bremse durch die Rückstellvorrichtung wieder gelüftet,
so wird dabei das Druckmittelvolumen über die
Bremsleitungen und den Raum 110 wieder zurück in den Raum
116 geschoben.
Tritt im Laufe der Zeit Verschleiß an den Bremsbelägen oder
den Bremsscheiben auf, so kann bei einer Bremsbetätigung
nachdem der Differentialkolben 125 das gesamte Volumen aus
dem Raum 116 in die Bremsleitung bzw. die Betätigungskolben
geschoben hat, bei weiterem Druckanstieg im
Druckgeberanschluß 101 die benötigte Druckmittelmenge über
die Ventileinrichtung 106, 104 nachströmen. Bei
anschließendem Druckabbau im Druckgeberanschluß 101
schließt sich diese Ventileinrichtung sofort wieder und die
Betätigungskolben können sich während der Rückstellung
soweit in ihre Ausgangslage zurückstellen, wie es durch das
Volumen im Raum 116 vorgegeben ist. Damit wird selbsttätig
stets soviel Druckmittel in den Hydraulikkreis zwischen
Bremse und Anschlußbohrung 110 nachgeführt, wie es zur
Aufrechterhaltung eines stets gleichbleibenden Lüftspiels
nötig ist. Damit ist ein aktives Lüftspiel, sowie eine
selbsttätige Nachstellung desselben in der Bremse
sichergestellt, wodurch ein gleichbleibendes
Ansprechverhalten garantiert ist.
Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des
Lüftspielventils, welche insbesondere für Bremsen geeignet
ist, bei denen geringere Volumina verschoben werden müssen.
Im wesentlichen liegt der Unterschied gegenüber der
Ausführung nach Fig. 3 darin, daß der Differntialkolben
125, der Stößel 115 und die Ventileinrichtung 113, 114
entfallen ist und durch eine selbstfedernde Membrane 160
ersetzt ist. Bei einander entsprechenden Teilen, werden im
folgenden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3
verwendet.
In Fig. 4 ist die Lage des Lüftspielventils in drucklosem
Zustand dargestellt. Bei Druckbeaufschlagung über den
Druckgeberanschluß 101 bleibt die Ventileinrichtung 104, 106
zunächst geschlossen, während der im Bohrungsabschnitt 124
anstehende Druck die Membrane 160 zur Fläche 161 hin
verschiebt und damit den Raum 116 verkleinert. Das aus dem
Raum 116 verdrängte Volumen, wird zur Anschlußbohrung 110
hin verschoben und beaufschlagt damit die Betätigungskolben
der Bremse. Die Membrane 160 ist durch entsprechende
Vorrichtungen 162 im Gehäuse abgedichtet befestigt.
In der Funktion entsprechend dem in Fig. 3 beschriebenen
Ventil kann auch hier bei Belagverschleiß das zusätzlich
benötigte Volumen nach Anlegen der Membrane 160 an die
Fläche 161 über die Ventileinrichtung 104, 106 zugeführt
werden. Bei anschließendem Druckabbau im Druckgeberanschluß
101 schließt die Ventileinrichtung 104, 106 sofort wieder
und es kann nur soviel Volumen in das Lüftspielventil
zurückfließen, wie der Raum 116 faßt.
Claims (10)
1. Vollbelagscheibenbremse, mit einem Gehäuse, mindestens
zwei im Gehäuse angeordneten, axial verschiebbaren
Bremsscheiben, mindestens vier Reibringen, wobei je
weils zwei davon beidseitig einer Bremsscheibe ange
ordnet sind, und einer Betätigungseinrichtung, die
mindestens zwei Betätigungszylinder mit darin
angeordneten Betätigungskolben aufweist, die jeweils
zwischen zwei Reibringen angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Betätigungszylinder (6) zumindest teilweise in zwei
Gehäusemittelstücken (1, 2) angeordnet sind, wobei die
Gehäusemittelstücke (1, 2) einen mit einem
Kühlmittelzu- und Kühlmittelablauf (a, b) versehenen
Hohlraum (5) bilden.
2. Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens zwei
Belagrückstellvorrichtungen (24, 25) im Bereich
zwischen zwei Reibringen angeordnet sind.
3. Vollbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Außenkühlplatten (16) mit Kühlflüssigkeitsanschlüssen
(20) vorgesehen sind.
4. Vollbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Anzahl von Betätigungszylindern (6) durch
Verbindungsbrücken (10) verbunden sind, die im
Hohlraum (5) vorgesehen sind, und deren beide
Anflanschflächen (G, H) jeweils nicht parallel
zueinander liegen.
5. Lüftspielventil für eine Bremse, insbesondere für eine
Vollbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, mit einem Gehäuse, einem
Druckgeberanschluß, einem Drucknehmeranschluß und einer
Ventileinrichtung, die zwischen Druckgeber und
Drucknehmeranschluß vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ein mit zumindest
einem Drucknehmer verbindbarer Anschluß (110)
einerseits über eine bewegliche Wand, beispielsweise
ein Kolben (125) oder eine Membrane (160), mit dem
Druckgeber mittelbar, und andererseits über ein
vorgespanntes Sitzventil (104, 106) unmittelbar mit dem
Druckgeberanschluß (101) in Verbindung steht.
6. Lüftspielventil nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das durch die
bewegliche Wand verschiebbare Volumen gleich dem
Volumen ist, daß zur Bremsenlüftung aus dem
Drucknehmer abgeführt werden muß.
7. Lüftspielventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
ein weiteres Sitzventil (113, 114) vorgesehen ist, das
durch die bewegliche Wand betätigbar ist.
8. Lüftspielventil nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden
Sitzventile (104, 106 und 113, 114) von einer
gemeinsamen Feder (107) vorgespannt werden.
9. Lüftspielventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der als bewegliche Wand dienende Kolben ein
Differentialkolben (125) ist, dessen größere
Druckbeaufschlagungsfläche (123) vom Druck des
Druckgebers beaufschlagbar ist.
10. Lüftspielventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses Lüftspielventil in Kombination mit einer
Belagrückstellvorrichtung (24, 25) einer Bremse,
insbesondere einer Vollbelagscheibenbremse nach
Anspruch 2, verwendet wird.
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ID=6314471
Family Applications (1)
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