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Flüssigkeitsgekühlte Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine ilüssigkeitsgckühlte Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit in einem
Ge-
häuse enthaltenen umlaufenden und festen Bremsscheiben, die unter Reibungswirkung
zusammenarbeiten, und einer Flüssigkeitspumpe zur Förderung von Kühlmittel zu den
Bremsscheiben in Gestalt einer Plaiietenräderpumpe, die einen Teil enthält, der
bei außer Eingriff befindlichen Bremsscheiben als Einheit mit einem mit den umlaufenden
Bremsscheiben verbundenen Teil der Pumpe umläult, bci eingerückten Bremsscheiben
dagegen mit einem ortsfesten Teil gekuppelt is.-, und steilt eine weitere Ausgestaltung
des Gegenstandes des Patents 1 149 628 dar.
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Unter gewissen Umständen, insbesondere beim je-
weiligen Anla#,7i-'en
der Flüssigkeitspumpe, kann die Zut'uhr von Kühknittel zum Einlaß der Pumpe unzureichend
sein, so daß am Purnpeneinlaß Kavitation eintreten kann. In diesem Falle wird dem
Pumpeileinlaß zusätzlich Kühlmittel zugeleitet.
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Es ist bei Pumpen, die in einen Versorgungskreislauf ein Druckmittel
im Überschuß fördern, bekannt, die überschüssige Fördermenge zum Pumpeneinlaß zurückzu12iten.
Hierzu ist aber erforderlich, daß eine berehs ausreichende Förderung der Pumpe vorliegt.
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Bei einer Kühlanlage für Reibungsbremsen ist ferner bekannt, einen
Reservebehälter vorzusehen, der zwischen den Zu- und Abflußleitungen der Bremse
angeordnet ist und dem ein überdruckventil zugeordnet ist. Der Reservebehälter dient
der Aufnahme von im Kühlkreis überschüssigem Kühlmittel und der Zuspeisung von Kühlmittel
zum Kühlkreislauf, wenn in diesem Kühlmittel mangelt.
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Bei einer Anordnung gemäß der eingangs gekennzeichnefen Art wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß ein Einlaß zur Zufuhr des Kühlmittels aus einem außerhalb liegenden
Kühlkreislauf zum Bremsgehäuse in Verbindung mit einer verhältnismäßig großen ringförmigen
Kn-nmer neben dem Einlaß der Pumpe über einen Ringkanal steht, der radial einwärts
der Bremsscheibon, liegt und ni it einem außenliegenden Flüssigkeitsbehälter über
Leitungen verbunden ist, die so bemessen sind, daß ein genügend großer Flüssigkeits#
zustrom aus dein Behälter erfolgt, um die Bildung eines Vaku.ums am Einlaß der laufenden
Pumpe zu verhindern.
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Zweckmäßia hat die Pumpe mehrere Einlässe. Ferner ist es vorteilhaft,
wenn der Flüssigkeitsbehälter mit einem Ausdehnungsgefäß in Verbindung steht.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In dieser ist F i g. 1 ein Längsschnitt durch eine Scheibenbremse nach der
Erfindung, in dem unter anderem eine Kühlpumpe und die Lagerung dargestellt ist,
F i g. 2 ein Teillängsschnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 5,
in dem Rückschlagventile zur Druckentlastung an den Lagern und zur Verhinderung
des Einsaugens von Luft in die Bremse dargestellt sind, F i g. 3 ein Teillängsschnitt
nach der Linie 3-3 der F i g. 5, der die Betätigungseinrichtungen
der Bremse zeigt, F i g. 4 ein Teillängsschnitt nach der Linie 4-4 der F
i g. 5, der eine Entlastungseinrichtung für die Bremse zeigt, F i
g. 5 eine Stimansicht der Scheibenbremse, die außer den Schnittlinien der
Längssehnitte die Flüssigkeitsanschlüsse zeigt, Fig. 6 eine Abwicklung eines
Kanals in einer Kühlölablaufbüchse, F i g. 7 ein Querschnitt nach der Linie
7-7 der F ig. 1,
F i g. 8 ein Querschnitt nach der Linie
8-8 der Fig. 1,
F i g. 9 ein Querschnitt nach der Linie
9-9 der F ig. 1,
F ig. 10 ein Teilschnitt nach
der Linie 10-10 der Fi g. 9 und F i g. 11, ein Teilschnitt
nach der Linie 11 - 11 der Fig. 1.
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Wie Fig. 1 zeigt, erstreckt sich zentral in einem Achsgehäuse
2 eine Antriebswelle 1. die an ihrem äußeren Ende einen radialen Flansch
3 trägt, der mittels Schrauben 5 mit einem äußeren Brernsgehäuse 4
verbunden ist. Das äußere Breinsgehäuse 4 ragt axial einwärts über ein inneres Breinsgehäuse
6. Beide Brernsgehäuse sind miteinander durch außerhalb der Gehäuse lieaende
Schraubbolzen 7 verbunden, die auch der Befestigung eines Rades
8 des Fahrzeugs dienen. Die Bremsgehäuse und das Rad 8 sind über La-er
9 und 10 abgestützt. Das äußere Lager 9 sitzt auf einer Druckplatte
11, während das innere Lager 10 auf dem Außenumfang einer Ölzufuhrbüchse
12 sitzt. Die Antriebswelle 1 dreht sich daher, niit den Breinsgehäusen und
dem Rad 8 eine Einheit bildend, um die Lager 9 und 10.
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Die ölzufuhrbüchse hat am inneren Ende einen Einlaßnippel
13, der zu einem Einfaßkanal 14 führt, der über einen Kanal 112 mit radial
einwärts geführten Kanälen 15 verbunden ist. Diese münden in einen Ringkanal
16, der von der Innenwand des Achsa - gedichtet befestig-"ehäuses
2 und einer an dieser ab, g
ten Hülse 117 gebildet wird. Am anderen
Ende hat der Längskanal 16 Verbindung mit einem von mehreren radialen Kanälen
17 im Achsgehäuse 2, die zu einer Ringkammer 18 führen. Diese wird
von der Druckplatte 11 und einer Deckscheibe 19 einer Kühlpumpe 20
begrenzt.
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Die Kühlpumpe hat ein Pumpengehäuse 21, das mit der Deckplatte
1.9 undrehbar durch Zapfen 22 verbunden ist. Die Zapfen 22 dienen der Lagerung
von Planetenrädern 23, die mit einem auf dem Achs-"e Cr häuse 2 drehbar gelagerten
Sonnenrad 24 kämmen. Die Planetenräder 23 kämmen ferner mit einem Ringrad
25, das den Außenumfang der Kühlpumpe 20 bestimmt und durch einen Keil
26 mit dem inneren Bremsgehäuse 6 verbunden ist. Das, Ringrad
25
und die Brenisgehäuse laufen also ebenso wie das Pumpengehäuse mit dem
Rad 8 des Fahrzeugs um. Die letzte Bremsscheibe 28 eines Stapels von
festen Bremsseheiben 45 kann zur Anlage gegen das Pumpengehäuse 21 gebracht werden,
um die Deckplatte 19 gegen die Druckplatte 11 zu drücken, wodurch
das Pumpengehäuse 21 in bezug zum Ringrad 25 verzögert wird. Es tritt dann
eine Pumpwirkung ein, da die Planetenräder 23 niit dem Ringrad
25 und dem Sonnerirad 24 im Eingriff stehen.
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Die Deckplatte 11 ist auf das Außenende des Achsgehäuses 2
aufgeschraubt und auf diesem axial einstellbar. Sie liegt gegen eine Sperrplatte
29
(Fi ' g* ') an, die durch einen Stift gesichert wird.
Auf das Außenende des Achsgehäuses 21 ist ferner eine Rin,-mutter
30 aufgeschraubt, die zur Einstellung der Lager 9 und 1-0 dent.
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Das innere Lager 10 ist am inneren Umfang des Bremsgehäuses
6 abgestützt, während die dieses Lager innen abstützende Ölzulaufbüchse 12
gegen eine Schulter 32, die außen am Achsgehätise 2 sitzt. abgestützt ist. Die nach
außen gerichtete Stirnfläche des Lagers 10 liegt gegen eine am Breinsgehäuse
6 gebildete Schulter 33 an.
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Auf dein Außenumfang der Öjzufuhrbüchse 12 ist ferner ein ringföriniger
Bremsservozylinder 35 geia,gert, der mit einem Riingkolben 37 zusammen
eine Servokammer 36 bildet. D,-r Kolben 37 und der Zy-
linder
35 sind mit Dichnm-en 39 und 40 v2rsehen, um die Kammer
-16 flüss*#gk-eit,;tlicht zu machen.
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Das innere Bremsgehquso, 6 hat am Irnenumfang einen mit Keilen
42 ver.Schener. Teil zur Aufnahme mehrerer umlaufender Bromscheiben 43. Ebenso hat
das Achsgehäuse 2 am Atißc,.tiuw.fang einen init Keilen 44 versehenen Teil zur Aufnahm,-
der festen Bremsscheiben 45. die beiderseits an den Stirnflächen R2ibbeläge 46 und
-,!7 tragen. Am äußeren Ende des mit den Keilen 44 verscheneti Teils des
Achsg.-häuses 2 sitzt ein Ring 48. der durch einen Sprengring 49 gesichert ist und
die Lage d,--i- festen Bremsscheiben auf dem Achsgebäuse 2 bestimmt.
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Im Inneren der Bremse ist eine Rückzuglieder 50
angeordnet.
die auf eine mit den, Ringkolben 37 verbundene Büchse 51 wirkt. die
zugleich als Einstellorgan für die festen Bremsscheiben 45 dient.
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Während das innere Brenisaehäuse 6 auf dem Lader
10 abgestützt ist, wird das äußere Breins# gehäuse 4 vom Lager
9 getragen. Dieses hat eine Dichtung 60 an der Außenseite, um das
Lager gegen die Außenluft abzudichten. Die Dichtung 60 dicbtet auch den Außenurnfang-
der Ringmutter 30 gegen die Außenluft ab. Ferner ist auch am, Innentimfang
der Druckplatte 11 eine Dichtung 61 vorgesehen. Wie F i
g. 2 zeigt, ist auch an der innenlieggenden Seite des Lagers 9 eine
Dichtung 62 vorgesehen. Der Entlüftung dient ein dort angeordnetes Rückschlagventil
63,
das in einer Kammer 64 lieut und eine Kug C gel 65 hat,
die gegen einen Ventilsitz 67 durch eine an einem Sprengring 68 abgestützte
Schraubenfeder 66 gedrückt wird. Auf der Auslaßseite des Rückseblagventils
befindet sich die Kammer 18, die mit Einlässen 11.3 (von denen einer
in F i g. 1 gezeichnet ist) zur Kühlpumpe verbunden ist.
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Es wurde bereits gesag ,t. daß das im Bremsgehäuse 6 sitzende
Lager 10 auch am Außenumfang der ölzufuhrbüchse 1.2 ab-estützt ist.
Das auswärts liegende Ende dieses Lagers ist durch eine Dichtung 69 von einer
Hochdruckkammer 70 getrennt, während es von der Servokammer 36 durch
eine andere Dichtung 71 am Ringzylinder 35 getrennt ist. An der Innenseite
ist das Lager 10 gegen die Außenluft durch eine Dichtung 72 abgedichtet.
Das Lager 10
liegt in einer Kammer, die über einen Kanal 73 mit einem
Kanal 114 verbunden ist. In dem Kanal 73
liecrt ein Rückschlagventil 74. Dieses
enthält einen Sprengring 75 als Teller für eine Feder 76, die eine
Kug ,el 77 gegen einen Ventilsitz 78 drückt.
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F ig. 3 zeigt die Betätigung der Bremsscheiben C zr
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durch die Verla-eruna (-jos Servokolbens 37 im Servozylinder
35. Diese erfoilgt durch Zufuhr von Druckflüssigkeit aus einer Leitung
81. über einen Kanal 80.
Die Leitung 8 t (F i g. 5) führt
zu einem Hauptbremszylinder 82, in dem bei Betätigung einer Stoßstange
87 durch ein Bremspedal 86 der Druck erzeugt wird.
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F i g. 1 ze'I.,ot Mitt--i zum Entlüften der Fahrbremsen. Die
Servokamirier 36 steht mit Kanälen 83
und 85 in Verbindunu.
Wird ein Entlüftunasstutzen ,cselicn ist. entfernt, so wird 84,
der im Kana! 9:-, Vorg Flüssigkeit unter Druck aus der Sorvokammer
36
über den Kanal 85 austret,-ii. wobei alle Luft aus den Bremsen entfernt
wird.
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Wie die F i g. 5 zeitTL ist die Kühlanlage der C
Bremse
mit einem Einlaß ')9 versehen, d2r über den Einlaßnippel 13 mit einer Leitung
88 zur Zufuhr des
Kühlmittels verbunden ist. Ein Auslaß
100 ist über einen Nippel 90 mit einer Leitung 91 verbunden.
Zwischen beiden Leitungen 88 und 91 ist ein ölkühler. 92 eingeschaltet.
Die Kühlpumpe 20 wälzt daher das Kühlmittel durch das Kühlsystem und den ölkühler
zum Pumpeneinlaß um.
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F i g. 5 läßt auch eines der Haup#tmerkmale der Erfindung
erkennen. Die Kühlanlage enthält einen Behälter 94 mit einem Ausgleichsgefäß
95. Der Behälter 94 ist über eine Leitung 96 mit einem Einlaß
97 in einem Nippel 98 verbunden, von dem über den Kanal 114 (F i
g. 2), einen axialen Kanal 110 und einen radialen Kanal 112 eine Verbindung
zum Längskanal 16 besteht, durch die ein Zustrom mit niedrigem Druck in ausreichendem
Maße erfolgt, um die Bildung eines Vakuums auf der Saugseite der Kühlpumpe 20 zu
verhindern.
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In F i g. 7 sind der Einlaß 99, der Auslaß
100 sowie der Einlaß 97 der Kühlanlage zu erkennen; ferner auch die
Leitung 81, die vom Bremshauptzylinder 82
zur Servokammer
35 führt. Außerdem sind der Kanal 85 von der Servokammer
35 zum Entlüftungsstutzen sowie verschiedene in Längsrichtung verlaufende
Kanäle rings des Umfangs der ölzufuhrbüchse 12 dargestellt, von denen einer der
Kanal 110 ist, der die Kanäle 114 und 111 miteinander verbindet.
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Der dem Einlaß 99 zugeordnete Einlaßkanal 14 steht mit mehreren
Längskanälen 112 in Verbindung, die über mehrere radiale Kanäle mit dem Längskanal
16 innerhalb des Achsgehäuses 2 verbunden sind.
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Wie bereits erwähnt, steht der Längskanal 16 am äußeren Ende
mit der Ringkammer 18 durch einen der radialen Kanäle 17 in Verbindung.
Dies ist in Fig. 8 näher dargestellt. Man erkennt dort auch die Anordnung
der Einlässe 113 zur Zufuhr des Kühlnüttels durch die Deckplatte
19 zur Saugseite der Kühlpumpe 20. Man erkennt, daß die Deckplatte
19
innerhalb des äußeren Bremsgehäuses 4 angeordnet ist und daß die Hülse
117 innerhalb des Achsgehäuses 2 liegt.
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F i g. 9 zeigt einen Teil der Kühlpumpe 20. Ein Kanal
115 führt von dem in F i g. 8 gezeichneten Einlaß 113, der
an einer Stelle liegt, an der die Planetenräder 23 nicht mit dem Sonnenrad
24 kämmen, zu den Planetenrädern, die das Kühlmittel längs ihres äußeren Umfangs
mitnehmen und zu einem Kanal 11.6 fördern, der im Bereich des Eingriffs zwischen
den Planetenrädern 23 und dem Ringrad 25 liegL Der Kanal
115 leitet Kühlmittel auch auf die andere Seite des Planetenrades an eine
Stelle, wo dieses außer Eingriff mit dem Ringrad 25 ist. Die Zähne nehmen
das Kühlmittel längs eines Kanals 118 mit, aus dem es einem Auslaßkanal
119 zugeleitet wird, der im Bereich des Eingriffs des Planetenrades
23 mit dem Sonnenrad 24 liegt. Durch das wechselnde Ineingriff- und Außereingriffkommen
der Zahnräder 23
und 24 bzw. 25 erfolgt eine Pumpwirkung und Ausbildung
eines Drucks in der Kühlanlage.
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Wie F ig. 10 zeigt, drückt die Kühlpumpe 20 das Kühlmittel
durch den Auslaßkanal 119 zur Hochdruckkammer am äußeren Umfang der Bremsscheiben.
Bei aneinanderliegenden Bremsscheiben tritt das Kühlmittel durch die Kanäle 120
(Fig. 11) in den Reibbelägen 46 und 47 zum Innenumfang der Brernsscheiben.
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Dort befindet sich eine Kammer 121 (F i g. 1 ), aus der das
Kühlmittel quer oder axial durch öffnungen in den Bremsscheiben zu axialen Auslaßkanälen
123
gelangt, die über radiale Kanäle 124 mit dem Auslaß 100 verbunden
sind.
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Die Anlage arbeitet wie folgt: Die Fahrzeugbremsen werden durch Niederdrücken
des Bremspedals 86
betätigt, wodurch im Hauptbremszylinder 82 Druck
erzeugt wird, der über die Leitung 81 in die Servokammer 36 des Servozylinders
35 gelangt. Dadurch wird der Servokolben 35 axial verschoben und drückt
den Bremsscheibenstapel zusammen. Die in Reibungsverbindung gelangenden B#rernsscheiben
bremsen das Rad 8 des Fahrzeugs ab.
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Die Bremsscheiben werden in Richtung auf die innenliegende Stirnfläche
des Pumpengehäuses 21 zusammengedrückt, so daß die mit diesem verbundene Deckplatte
19 gegen die Druckplatte 11 zur Anlage kommt. Das Pumpengehäuse 21
läuft dann langsamer um als das Ringrad 25 der Kühlpumpe 20, da das Ringrad
25 stets mit dem Rad 8 des Fahrzeugs wegen seiner Keilverbindung mit
dem Bremsgehäuse 6
umläuft. Die Relativdrehung zwischen dem Ringrad und dem
als Planetenträger wirkenden Pumpengehäuse nebst Deckplatte bewirkt ein Umlaufen
der Planetenräder 23 zu dem Ringrad 25 und dem Sonnenrad 24, das drehbar
auf dem Achsgehäuse 2 gelagert ist. Hierdurch tritt eine Pumpwirkung ein, wobei
der Druck in der Ringkammer 1.8 neben den Einlässen 113 der Kühlpumpe
absinkt. Wenn sich auch das Gesamtvolumen des Kühlmittels im Kühlkreislauf beim
Betrieb nur wenig ändert, so kann doch die Bildung eines Vakuums an der Pumpensaugseite
den Wirkungsgrad des Kühlkreislaufes verschlechtem. An dieser Stelle erfolgt jedoch
eine ausreichende Zuspeisung von Kühlmittel niedrigen Drucks aus dem Behälter 94
über den Längskanal 16 im Achsgehäuse 2 und den Einlaßkanal 114.
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Die Rückschlagventile 63 und 74 neben den Lagern
9 und 10 stellen Dichtungen dar, die den Luftzustrom durch die Dichtungen
60 und 72 verhindern. Beim Arbeiten der Pumpe 20 entsteht in der Kammer
70 ein Druck, der auf die Dichtungen 69 und 62
neben den Lagern
10 bzw. 9 einwirkt. Wenn an dieser Stelle auch eine leichte Leckage
auftreten kann, so bildet sich in den Lagerkammern doch kein höherer Druck aus,
da die Rückschlagventile diesen zur Niederdruckseite der Kühlanlage ausgleichen.
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Die Druckflüssigkeit aus der Kammer 70 tritt radial nach innen
durch die Kanäle 120 zur Kammer 121 und von dort über die öffnungen 150 in
den Scheiben, die axialen Kanäle 123, die radialen Kanäle 124 nach außen
ab und kehrt nach Durchlauf durch den Ölkühler 92 zum Einlaß 99 zurück.
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Zum Lösen der Fahrbremsen wird das Bremspedal 86 losgelassen,
wodurch der Druck im Hauptbremszylinder 82 und damit auch in der Servokammer
36
absinkt. Hierdurch wird die Bremse gelöst, wobei auch die feste Brerasscheibe
28 und das Pumpengehäuse 21 außer Anlage kommen, und die Reibverbindung zwischen
der Druckplatte 11 und der Deckplatte 19 endet. Damit kann das Pumpengehäuse
wieder frei umlaufen, so daß die Planetenräderzahnradpumpe als Ganzes um das Achsgehäuse
2 umläuft. Damit hört die Kühlpumpe 20 auf, das Kühlmittel umzuwälzen.