DE4338468C2 - Verfahren und Einrichtung zur Verschleißmessung an Lamellenbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen von Achsen mit Planetenradvorgelegen.

Lamellenbremsen, insbesondere ölgeschmierte Lamellenbremsen, stellen Bauteile dar, die zwar einem relativ geringen Verschleiß unterliegen, wobei jedoch dennoch seitens der Techni­ schen Überwachungsvereine Forderungen aufgestellt werden, die eine zumindest sporadische Verschleißmessung, insbesondere in den Wartungsintervallen, bedingen.

Bekannt ist es bei Achsen die Ölablaßschraube herauszudrehen und eine Meßvorrichtung einzu­ schrauben, wobei die Meßvorrichtung mittels einer Konterschraube gegen Verdrehen gesichert wird. Die Meßvorrichtung selber ist als Schraube ausgebildet, die exzentrisch innerhalb der die Ölablaßschraube ersetzenden Schraube vorgesehen ist. Diese exzentrisch angeordnete Schraube wird in Richtung der die Lamellen stützenden Scheibe zugestellt, wobei das Rad anschließend in Umfangsrichtung gedreht wird, um auf diese Art und Weise eine Verkantung der Scheibe zu vermeiden. Mittels eines Tiefenmaßes wird der Abstand zwischen der Stirnflä­ che der Radnabe und dem Schraubenkopf festgestellt. Nachteilig an diesen Verfahren bzw. der Einrichtung ist festzustellen, daß einerseits die die Ölablaßschraube ersetzende Schraube in aufwendiger Weise bearbeitet werden muß, um die exzentrisch angeordnete Schraube aufzu­ nehmen. Die Exzentrizität ist deshalb notwendig, damit die Meßschraube in Richtung der die Lamellen stützenden Scheibe zugestellt werden kann, wobei aus Sicherheitsgründen auch noch eine Drehung des Rades vorgenommen werden muß, um eine Verkantung der Scheibe auszu­ schließen.

Durch die GB 2 024 345 A ist eine Scheibenbremse bekannt, bei welcher der Verschleiß des die Bremse bildenden Lamellenpaketes von außen gemessen werden kann. Basis für die Mes­ sung ist hierbei ein am Radgehäuse eingeschlagener Wert, der bei neuer Scheibenbremse gemessen wird. Zur Ermittlung des Verschleißes der Lamellen wird innerhalb bestimmter Zei­ tintervalle ein Stopfen am Radgehäuse entfernt und eine mit einem Meßschieber versehene Tiefenmeßeinrichtung in die so entstandene Öffnung eingeführt. Der Meßschieber kommt hier­ bei auf einem durch eine Feder vorgespannten Stift zur Anlage. Durch axiale Krafteinwirkung von außen wird der Stift bei unter Druck stehender Bremse in Richtung des Lamellenpaketes verschoben, bis er dort zur Anlage kommt. Die Tiefe wird gemessen und mit dem eingeschla­ genen Ausgangswert verglichen, wodurch die Differenz beider Werte den Verschleißzustand der Scheibenbremse widerspiegelt. Nachteilig ist hier festzustellen, daß für die Tiefenmeßein­ richtung eine absolut plane Auflage benötigt wird, wobei es beim Eindrücken des Meßschiebers unter axialer Krafteinwirkung zu Verkantungen kommen kann, die unter Umständen das Me­ ßergebnis verfälschen können.

Der DE 36 06 876 A1 ist ein Radnabengetriebe zu entnehmen, bei dem ein außenverzahntes Antriebszahnrad in mindestens ein Zahnrad eingreift, welches mit einem innenverzahnten Zentralrad kämmt. Das Zahnrad ist als in einem feststehenden Zahnradträger gelagertes Dop­ pelzahnrad ausgebildet, dessen größerer Zahnradteil in das Antriebszahnrad und dessen klei­ nerer Zahnradteil in das innenverzahnte Zentralrad eingreifen. Das Zentralrad ist mit dem an­ zutreibenden Turas drehfest verbunden. In die Ausnehmung zum Einsetzen einer zentralen Belüftungsschraube ist ein Längenmeßinstrument zur Feststellung des Abnutzungsgrades von Lamellenbremsen einer Haltebremse einsetzbar. Auch hier wird eine Tiefenmeßeinrichtung eingesetzt, die eine plane Aufsetzfläche benötigt, die bei Verkantungen im Verlauf des Meß­ vorganges unter Umständen zu Meßverfälschungen führen kann.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verschleiß­ messung an Lamellenbremsen von Achsen mit Planetenradvorgelegen zu konzipieren, mit welcher die Verschleißmessung ohne größeren Aufwand realisiert werden kann, wobei die Meßeinrichtung einfach im Aufbau und für verschiedene Anwendungsfälle ausgelegt sein soll.

Dieses Ziel wird durch ein Verfahren zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen von Achsen mit Planetenradvorgelegen erreicht, in dem ein in eine vorgeb­ bare Bohrung in der Radnabe angeordnetes Verschlußelement durch ein mit einer Meßeinrich­ tung zusammenwirkendes schraubenartiges Bauteil ersetzt wird, eine mit der Meßeinrichtung zusammenwirkende Spindel nach dem Betätigen der Bremse ohne weitere Drehung der Radnabe bis zur die Lamellen axial abstützenden Scheibe zugestellt und diese Position als erster Meßwert festgestellt wird, und anschließend die Bremse wieder gelöst und die Spindel solange weiter zugestellt wird, bis sie erneut an der Scheibe zur Anlage kommt und diese Position als zweiter Meßwert festgestellt wird, wobei die Differenz der beiden Meßwerte den Kol­ benhub ergibt, aus welchem der Verschleiß ermittelt wird.

Der Verschleiß, d. h. der relevante Kolbenhub kann in Abhängigkeit vom konstruktiven Aufbau der Einrichtung einerseits unmittelbar an der Spindel abgelesen und andererseits durch das Tiefenmaß eines von außen anzusetzenden Meßschiebers ermittelt werden.

Dieses Ziel wird ferner erreicht durch eine Einrichtung zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen von Achsen mit Planetenradvorgelegen, bestehend aus einem eine Meßeinrichtung aufnehmenden schraubenartigen Bauteil, wobei die Meßeinrichtung eine Spindel beinhaltet, die konzentrisch innerhalb des schraubenartigen Bauteils axial beweglich geführt ist, eine vorgebbare Gewindesteigung aufweist und in einen verkantungsfreien Bereich einer die Lamellen axial abstützenden Scheibe zustellbar ist.

Dieses Ziel wird desweiteren alternativ erreicht durch eine Einrichtung zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen von Achsen mit Planetenradvorgelegen, bestehend aus einer eine Meßeinrichtung beinhaltenden, schraubenartig ausgebildeten Spin­ del, die an ihrem einer die Lamellen axial abstützenden Scheibe zugewandten Ende mit einem konzentrischen Stift zusammenwirkt, der zusammen mit der Spindel in einen verkantungsfreien Bereich der Scheibe zustellbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen beider Einrichtungen sind den gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Konzept beruht darauf, daß über eine Meßspindel, deren Gewinde sich entweder im schraubenartigen Bauteil oder aber in der Radnabe befindet, das sich durch den Verschleiß der Reibbeläge vergrö­ ßernde Luftspiel der jeweiligen Lamellenbremse, welches dem Kolbenhub entspricht, gemessen wird. Bei beiden Varianten wird der axiale Abstand zwischen der Radnabe und der Stützscheibe einmal bei betätigter Bremse (Kolben ausgefahren) und anschließend bei gelöster Bremse festgestellt. Die Differenz der Maße ergibt das Luftspiel in der Bremse. Durch Subtrak­ tion des Grundluftspiels bei der Montage der Bremse kann der Summenver­ schleiß des Bremspaketes über einen vorgegebenen Zeitraum problemlos ermittelt werden. Die Prüfung der Bremsbeläge wird im Stillstand des jeweiligen Fahrzeuges durchgeführt.

Zur Messung wird die ggf. bereits vorhandene Verschlußschraube im Bereich der jeweiligen Radnabe entfernt und die Meßeinrichtung eingedreht. Die Bremse wird betätigt und in dieser Position belassen. Dadurch ist der Ringkolben ausgefahren und das Bremspaket wird gegen die Stützscheibe gedrückt. Die Spindel wird nun solange eingedreht, bis sie an der Stütz­ scheibe anschlägt. Diese Position wird dokumentiert. Anschließend wird die Bremse gelöst und die Federn holen den Ringkolben in seine Ausgangs­ position zurück. Die Spindel kann nun ebenfalls nachgedreht werden, bis sie wiederum an der Stützscheibe anschlägt. Der Spindelweg zwischen dem ersten und zweiten Anschlag entspricht dem Kolbenhub und somit dem in der Bremse vorhandenen Luftspiel.

Vorzugsweise wird der Verschleiß im Verlauf der ohnehin gegebenen War­ tungsintervalle ermittelt. Die Erfindung findet Anwendung bei LKW, wie z. B. Muldenkippern, mobilen Bau- und Arbeitsmaschinen, wie z. B. Radla­ dern, Baggern, Gradern oder dgl.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Teilansicht einer Lamellenbremse samt Meßeinrichtung,

Fig. 2 Querschnitt durch die Meßeinrichtung,

Fig. 3 Teildarstellung der Anzeige der Meßeinrichtung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 Teilansicht der Lamellenbremse gemäß Fig. 1 samt alterna­ tiver Meßeinrichtung.

Fig. 1 zeigt als Teilansicht eine Lamellenbremse 1, die als wesentliche Bestandteile eine Radnabe 2 beinhaltet, innerhalb welcher eine Antriebs­ welle 3 angeordnet ist. Auf einem Lamellenträger 4, der auf der Antriebs­ welle 3 gelagert ist, sind Innenlamellen 5 befestigt. Der Lamellenträger 4 wird von einem Außenlamellen 6 tragenden Hohlradträger 7 umgeben, wobei die Außenlamellen 6 zwischen den Innenlamellen 5 angeordnet sind. Die Reibbeläge der einzelnen Lamellen 5, 6 sind hierbei der Einfachheit halber mit dem Bezugszeichen 8 versehen. Axial hinter den Lamellen 5, 6 ist ein Ringkolben 9 angeordnet, der innerhalb des Hohlradträgers 7 in Richtung der Lamellen 5, 6 zustellbar ist, und diese bei Betätigung der Bremse axial in Richtung einer Stützscheibe 10 bewegt, die mittels eines Siche­ rungsringes 11 gegen Verrutschen innerhalb des Hohlradträgers 7 gehalten ist. Der Ringkolben 9 wird über die Druckleitung 12 beim Betätigen der Bremse mit Hydrauliköl beaufschlagt.

Um nun den Verschleiß der Reibbeläge 8 ermitteln zu können, wird eine Meßeinrichtung 13 zur Anwendung gebracht, die eine Spindel 14 mit aus­ tauschbaren Einsatzstiften 15 beinhaltet. Die Spindel 14 wird von einem schraubenartigen Bauteil 16 umgeben, das anstelle einer hier nicht weiter dargestellten Öleinfüllschraube in die zugehörige Bohrung 17 der Radnabe 2 eingebracht wird. Die Spindel 14 ist außerhalb der Radnabe 2 mit einem Griff 18 versehen, mittels welchem sie in Richtung der Stützscheibe 10 zugestellt werden kann. Die Meßeinrichtung 13 beinhaltet eine Anzeige 19 für die ermittelten Meßwerte, die in den folgenden Figuren näher be­ schrieben wird.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Meßeinrichtung 13, die im wesentlichen folgende Bauteile beinhaltet:
eine Spindel 14 mit einer Steigung p = 1, ein schraubenartiges Bauteil 16 mit konzentrischer Bohrung 25, einem austauschbaren Einsatzstift 15 samt Gewinde 26, der in die Spindel 14 geschraubt ist sowie einen als Stern­ griff ausgebildeten Griff 18 zur Verstellung der Spindel 14 innerhalb des Bauteils 16. Zwischen dem Griff 18 und dem Bauteil 16 ist die durch eine Skalentrommel 19 gebildete Anzeige vorgesehen, die in Richtung des Bau­ teiles 16 bewegbar ist. Das Bauteil 16 ist mit einem axialen Ansatz 20 versehen, der skalentrommelseitig eine Markierung 21 aufweist, die nach Art eines Mikrometers mit der Einteilung auf der Skalentrommel 19 in Übereinstimmung gebracht werden kann. Um Verfälschungen der Meßergebnisse zu vermeiden, ist axial hinter der Skalentrommel 19 eine Rändelmutter 22 vorgesehen, die als Kontermutter eingesetzt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Teildarstellung der Anzeige, nämlich das Bauteil 16, die Skalentrommel 19 sowie die Rändelmutter 22. Ferner erkennbar ist die Markierung 21 sowie die Skalierung 23 auf der Skalentrommel 19.

Der Meßvorgang stellt sich etwa wie folgt dar:
Die hier nicht weiter dargestellte Öleinfüllschraube wird durch das die Meßeinrichtung 13 beinhaltende Bauteil 16 ersetzt. Die Bremse wird getre­ ten, so daß die Lamellen 5, 6 auf die Stützscheibe 10 zugestellt werden. Mittels des Griffes 18 wird die mit dem jeweiligen Einsatzstift 15 ver­ bundene Spindel 14 solange in Richtung der Stützscheibe 10 zugestellt, bis der Einsatzstift 15 an der Stirnfläche 24 der Stützscheibe 10 in einem verkantungsfreien Bereich (möglichst weit radial innen) zur Anlage kommt. Der erste Meßvorgang findet bei getretener Bremse statt. Ist die­ ser erste Meßwert an der Skalentrommel 19 fixiert worden, wird die Bremse gelöst und die Spindel 14 mittels des Griffes 18 solange in Richtung der Stützscheibe 10 nachgestellt, bis diese wiederum zur Anlage an der Stütz­ scheibe 10 kommt. Der zweite Meßwert abzüglich des ersten, der unmittel­ bar an der Skalentrommel 19 abgelesen werden kann, ergibt den Kolbenhub sowie den daraus resultierenden summenmäßigen Verschleiß der Reibbeläge 8.

Fig. 4 zeigt ebenfalls als Teilansicht die bereits in Fig. 1 darge­ stellte Lamellenbremse 1. Da der Aufbau identisch ist, werden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich zu Fig. 1 ist die Art der Meßeinrichtung 27, die in diesem Beispiel verwendet wird. Die Meßein­ richtung 27 besteht aus einem schraubenartigen Bauteil 28, das gleichzei­ tig die Spindel bildet, die im Bereich ihrer der Stützscheibe 10 zuge­ wandten Stirnfläche 29 mit einem Stift 30 fest verbunden ist. Das Bauteil 28 ist im Bereich seiner anderen Stirnfläche 31 bundfrei ausgeführt, d. h. weist keinerlei Radialansätze, wie das Bauteil 16 gemäß Fig. 1, auf, die sich an entsprechenden Gegenflächen abstützen. Der Stift 30 ist hierbei stützscheibenseitig mit einer kugeligen Stirnfläche 32 versehen, die beim Eindrehen des Bauteils 28 in die Bohrung 17 an der Stirnfläche 24 der Stützscheibe 10 zur Anlage kommt.

Der Meßvorgang stellt sich hierbei ähnlich, wie bereits vorab geschil­ dert, dar:
Zu Beginn der Messung wird die Radnabe 2 so gedreht, daß die Verschluß­ schraube, die die Meßbohrung 17 während des Betriebes verschließt, nach oben gedreht wird, damit beim Herausdrehen derselben kein Öl herausläuft. Die Verschlußschraube wird anschließend herausgedreht und das die Meßein­ richtung 27 bildende Bauteil 28 wird zwei bis drei Gewindegänge einge­ dreht. Das Bauteil 28 weist analog zur Verschlußschraube einen Innen­ sechskant 33 auf und kann mit dem gleichen Innensechskantschlüssel einge­ dreht werden, mit dem zuvor die Verschlußschraube herausgeschraubt wurde. Nun wird die Bremse betätigt und das Bremspedal gedrückt belassen. Das Bauteil 28 wird handfest eingeschraubt bis die Stirnfläche 32 des Stiftes 30 an der Stirnfläche 24 der Stützscheibe 10 zur Anlage kommt. Anschlie­ ßend wird mit dem Tiefenmaß eines hier nicht dargestellten Meßschiebers das Maß zwischen der Stirnseite 31 des Bauteiles 28 und der Stirnfläche 34 der Flachsenkung im Bereich der Bohrung 17 festgestellt. Die Bremse wird danach gelöst und das Bauteil 28 weiter eingedreht, bis der Stift 30 wiederum an der Stützscheibe 10 anschlägt. Durch erneutes Messen und die Subtraktion der beiden Maße kann ein für den Verschleiß in der Radnabe 2 charakteristisches Maß ermittelt werden. Durch Vergleich mit einem Grenz­ maß steht dann fest, ob die Reibbeläge 8 und somit die Innenlamellen 5 ausgetauscht werden müssen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen (1) von Achsen mit Planetenradvorgelegen, in dem ein in eine vorgegebene Bohrung (17) in der Radnabe (2) angeordnetes Verschlußelement durch ein mit einer Meßeinrichtung (13, 27) zusammenwirkendes schraubenartiges Bauteil (16, 28) ersetzt wird, eine mit der Meßeinrichtung (13, 27) zusammenwirkende Spindel (14, 28) nach dem Betätigen der Bremse ohne weitere Drehung der Radnabe (2) bis zu einer die Lamellen (5,6) axial ab­ stützenden Scheibe (10) zugestellt und diese Position als erster Meßwert festgestellt wird, und anschließend die Bremse wieder gelöst und die Spindel (14, 28) solange weiter zugestellt wird, bis sie erneut an der Scheibe (10) zur Anlage kommt und diese Position als zweiter Meßwert festgestellt wird, wobei die Differenz der beiden Meßwerte den Kol­ benhub ergibt, aus welchem der Verschleiß ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenhub unmittelbar an der Spindel (14) abgelesen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenhub durch das Tiefenmaß eines Meßschiebers ermittelt wird.

4. Einrichtung zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen (1) von Achsen mit Planetenradvorgelegen, bestehend aus einem eine Meßeinrichtung (13, 27) aufnehmenden schraubenartigen Bauteil (16, 28), wobei die Meßeinrichtung (13, 27) eine Spindel (14, 28) beinhaltet, die konzentrisch innerhalb des schraubenartigen Bauteils (16) axial beweglich geführt ist, eine vorgebbare Gewindesteigung aufweist und in einen verkantungsfreien Bereich (24) einer die Lamellen (5, 6) axial abstützenden Scheibe (10) zustellbar ist.

5. Einrichtung zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen (1) von Achsen mit Planetenradvorgelegen, bestehend aus einer eine Meßeinrichtung bein­ haltenden, schraubenartig ausgebildeten Spindel (28), die an ihrem einer die Lamellen (5, 6) axial abstützenden Scheibe (10) zugewandten Ende mit einem konzentrischen Stift (30) zusammenwirkt, der zusammen mit der Spindel (28) in einen verkantungsfreien Be­ reich (24) der Scheibe (10) zustellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (14) scheiben­ seitig mit austauschbaren Einsatzstiften (15) bestückbar ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindes­ teigung der Spindel (14) p = 1 mm beträgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (14) bzw. deren jeweiliger Einsatzstift (15) in den radial inneren Bereich (24) der Scheibe (10) zustellbar ist.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (14) außerhalb der Radnabe (2) mit einem Griff (18) versehen ist.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen dem Griff (18) und dem Bauteil (16) eine Anzeige (19) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige (19) als eine die Spindel (14) umgebende Skalentrommel ausgebildet ist, die in Richtung des Bauteils (16) zustellbar ist.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (16) skalentrommelseitig mit mindestens einer Markierung (21) versehen ist.

13. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, gekennzeichnet durch eine als Rändelmutter (22) ausgebildete Kontermutter für die Skalentrommel (19).

14. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Einsatzstift (15) scheibenseitig abgerundet ausgebildet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (28) bundfrei ausgeführt ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (30) fest mit dem Bauteil (28) verbunden ist.

17. Einrichtung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (30) scheibenseitig eine abgerundete Stirnfläche (32) aufweist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Bau­ teil (16, 28) in die Bohrung (17) der Öleinfüllschraube einsetzbar ist.