DE2309330A1

DE2309330A1 - Fluessigkeitsgekuehlte scheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2309330A1
Application number: DE19732309330
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1973-02-24
Publication date: 1973-09-06

Description

Flüssigkeitsgekühlte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit umlaufender, von der Bremsvorrichtung an einem Teil ihres Umfangs zangenförmig umfasster Vollbelaglamelle.
Bei konventionellen Teilbelagscheibenbremsen läuft mit dem Rad eine Metallscheibe um die an einem Teil ihres Umfangs von einer Zange umfasst wird, auf der Reibbeläge angeordnet sind, welche hydraulisch oder mechanisch zur Anlage gebracht werden. Derartige Scheibenbremsen haben sich bei Personenwagen weitgehend eingeführt, obwohl sie Trommelbremsen thermisch unterlegen sind. Sie haben jedoch Trommelbremsen gegenüber den Vorteil des ebenen Reibschlusses und der besseren Charakteristik, wodurch sich Reibwertschwankungen in erheblich geringerem Masse als bei Trommelbremsen auswirken. Besonders bei Anordnung der Bremsen an den gelenkten Rädern wird durch Verwendung von Scheibenbremsen ohne Reibungsselbstverstärkung ein Ausbrechen des Fahrzeugs bei einer Vollbremsung verhindert.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, das Prinzip der Zangenbremse mit seinen Vorteilen in Anwendung zu bringen, jedoch die thermischen Nachteile der konventionellen Teilbelagscheibenbremse zu vermeiden.
Die erfindungsgemässe Scheibenbremse der obengenannten Art ist gekennzeichnet durch zwei von Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, durchflossene aus wärmeleitendem Material hergestellte Backen. In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die beiden aus Kupfer hergestellten Backen auf hohlen Bolzen geführt, durch die das Kühlwasser zu- und abgeführt wird. Die Bolzen zur Wasserführung nehmen auch das Drehmoment beim Bremsen auf. In noch weiterer Ausbildung der Erfindung ist ein Bremssattel vorgesehen, an dem auf der Radseite die zugeordnete Bremsbacke anliegt. Die achsseitige Bremsbacke ist im Bremssattel axial beweglich geführt und wird zum Bremsen durch einen im mit dem Bremssattel verbundenen, bzw. einen Bestandteil des Bremssattels bildenden Hydraulikzylinder gelagerten Kolben gegen die umlaufende Lamelle gedrückt.
Weiterhin wird erfindungsgemäss zum leichten Auswechseln der Belaglamelle der die Lamelle tragende, verzahnte Kranz der Nabe zweiseitig abgeflacht und die Belaglamelle zweiteilig ausgebildet, wobei jede Lamellenhälfte mit einer in eine Aussenverzahnung des zylindrischen Kranzteiles der Nabe eingreifende Segmentverzahnung oder mit Fortsätzen oder Anschlägen ausgerüstet ist, welche an den abgeflachten Seiten des Nabenkranzes anliegen.
In noch anderer Ausführung ist die aus flüssigkeitsdurchflossenen Backen bestehende Bremsvorrichtung aus einem Stück derart ausgebildet, dass sie in Bremsebene starr, senkrecht dazu elastisch ist. Sie umfasst in Form eines-hohlen, flachen Gürtels ein Segment der umlaufenden Belaglamelle. Durch diese Vereinfachung wird erreicht, dass die Bremse weniger Führungs- und Dichtungselemente aufweist, um ihre Dauerfestigkeit bei vereinfachter Herstellung zu erhöhen und den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist diese nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen in Figur 3 mit C-D gekennzeichneten Schnitt durch eine im Rad untergebrachte Personenwagenbremse Figur 2 einen weiteren in Figur 3 mit E-F gekennzeichneten Schnitt durch dieselbe Bremse wie in Figur 1 Figur 3 einen in Figur 2 mit A-B gekennzeichneten Längsschnitt durch dieselbe Bremse wie in Figur 1 Figur 4 als weiteres Ausführungsbeispiel einen Längsschnitt durch den Bremssattel mit zweiteilig ausgebildeter Belaglamelle Figur 5 einen in Figur 4 mit G-H gekennzeichneten Schnitt durch die Trennstelle der beiden Lamellenhälften Figur 6 einen in Figur 4 mit J-K gekennzeichneten Schnitt durch eine Verbindungsstelle der beiden Lamellenhälften Figur 7 einen in Figur 8 mit L-M gekennzeichneten Querschnitt durch eine am Achsantrieb angeordnete Personenwagenbremse Figur 8 einen in Figur 7 mit N-O gekennzeichneten Längsschnitt Figur 9 einen in Figur 7 mit P-Q gekennzeichneten Schnitt durch den Bremsgürtel In den Zeichnungen ist mit 1 die mit dem Rad umlaufende Nabe, auf der axial frei beweglich die beidseitig mit Reibbelag versehene Lamelle 2 angeordnet ist, gekennzeichnet. Am feststehenden Achsteil 3 ist der zweiteilig ausgebildete Bremssattel 41, 42 befestigt. Am achsseitigen Sattelteil 42, in dessen zylindrischer Ausnehmung 43 der Betätigungskolben 44 axial beweglich gelagert ist, sind die beiden Hohlbolzen 5 und 6, welche das Drehmoment beim Bremsen aufnehmen und das Kühlwasser führen, befestigt. Gleichzeitig sind die Bolzen mittels Muttern 7 mit dem Sattelteil 41 verschraubt. Am radseitigen Sattelteil 41 liegt die aus wärmeleitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, hergestellte hohle Bremsbacke 8 an, deren Hohlraum 81 von der Kühlflüssigkeit, insbesondere Kühlwasser, das durch die Schlauchleitung 9 über den Hohlbolzen 5 zugeführt wird, durchflossen ist. Die Abdichtung erfolgt durch zwei Schnurringe 10 und 11. Das Kühlwasser strömt in Pfeilrichtung 12 durch die Backe hindurch und wird durch den Hohlbolzen 6 über die Schlauchleitung 13 wieder abgeführt. Kühlwasser wird auch durch die hohle Bremsbacke 14, welche auf den Bolzen 5 und 6 axial beweglich gelagert ist, in gleicher Richtung hindurchgeführt. Bei der Backe 14 erfolgt die Abdichtung durch Schnurringe 15 und 16. Der Betätigungskolben 44 ist in üblicher Weise durch eine Staubmanschette 17 gegen das Eindringen von Wasser und Strassen- und Bremsstaub abgedichtet. Zum Bremsen wird in den Druckraum des Zylinders 43 Drucköl geführt; der Betätigungskolben 44 drückt die Bremsbacke 14 gegen die umlaufende Lamelle 2, die sich auf der Bremsbacke 8 abstützt.
Im ausgeführten Beispiel ist die Bremse im Rad untergebracht, jedoch kann diese, falls erforderlich, auch im Achsantrieb angeordnet werden.
Zum leichten Auswechseln der Belaglamellen ist in Figur 4 bis 6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit zweiteilig ausgebildeter Lamelle dargestellt. Mit 22 ist der die Lamelle tragende, verzahnte und beidseitig abgeflachte Nabenkranz gekennzeichnet. Jede Lamellenhälfte (18, 19) weist ein Zahnsegment auf, welches in die Aussenverzahnung der zylindrischen Teile des beidseitig abgeflachten Nabenkranzes 22 eingreift. Oder es kann auch in hier nicht näher dargestellter Weise jede Lamellenhälfte mit Fortsätzen oder Anschlägen ausgerüstet sein, welche an die abgeflachten Seiten des Nabenkranzes anliegen..Die auf beiden Seiten vollen, 3600 -Umfang ergebenden Belagoberflächen werden durch die beiden 1800-Belaglamellenhälften 18 und 19 gebildet. An einer Trennstelle weist die Lamellenhälfte 18 den nicht mit Bremsbelag bepressten bogenförmigen Fortsatz 181 und auf der gegenüberliegenden Trennstelle die Lamellenhälfte 19 einen ebensolchen Fortsatz 191 auf, welcher jeweils in eine in der Gegenlamellenhälfte zwischen den überstehenden Belägen befindliche Aussparung der Gegenlamellenhälfte eingreift. Die Verbindung zwischen den Lamellenhälften wird durch Zylinderbundbolzen 201 und 202 mit Sprengringen 21 hergestellt. Vorzugsweise wird für die Backen (8, 14) eine harte Kupferlegierung (Kupfer mit rund 1 % Chrom) verwendet.
Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 7 bis 9 ist im Antriebsgehäuse 31 die Welle 32 gelagert, über die durch das Gelenk 33 eine Radseite angetrieben wird. Auf der Aussenverzahnung 341 des Wellenzwischenstückes 34 ist axial verschiebbar die mit einem Reibbelag ausgerüstete Lamelle 35 angeordnet. Sie wird in ihrem oberen Teil von der durch die flüssigkeitsgekühlte, als hohler flacher Gürtel ausgebildete Bremsvorrichtung 36 umfasst, welche an ihren beiden Enden über die Deckel 37 und 38 mit dem Gehäuse 31 fest verbunden ist. Im vorliegenden Beispiel ist sie aus einer Hartkupferlegierung mit wenig Chrom und Spuren Zirkon angefertigt und unter Schutzgas aus vier offenen, vorher geprägten bandförmigen Teilen 361, 362, 363, 364 mit den beiden Anschlussstutzen 365 und 366 hart zusammengelötet. Der dadurch gebildete gürtelförmige Hohlkörper ist in Längsrichtung starr, so dass er das entstehende Bremsmoment über die Stutzen 365 und 366 auf das Gehäuse übertragen kann, in der zur Reibebene senkrechten Richtung ist er dagegen elastisch, um die Anpresskraft zum Bremsen übertragen zu können. Die Anpresskraft wird durch einen im Gehäuse 31 befestigten Bremszylinder 39 mit dem Kolben 40 erzeugt. Zum Bremsen werden durch den Kolben 40 die Backenlaufflächen der Innenteile 362 und 363 der Bremsvorrichtung mit dem Belag der Lamelle 35 in Reibschluss gebracht. Um zu verhindern, dass an diesen Laufstellen der Bremsvorrichtung eine elastische Verformung auftritt, sind innen Rippenvorsprünge 367 angeordnet. Das Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, wird über die Leitung 41 der Bremsvorrichtung zu- und über die Leitung 42 wieder abgeführt.

Claims

PATENTANSPRUECHE

1. Flüssigkeitsgekühlte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit umlaufender, von der Bremsvorrichtung an einem Teil ihres Umfanges zangenförmig umfasster Vollbelaglamelle, gekennzeichnet durch zwei von Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, durchflossenen, aus wärmeleitendem Material hergestellten Backen.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (8, 14) auf hohlen, das Drehmoment aufnehmende Bolzen (5, 6), durch die die Kühlflüssigkeit zu- und abgeführt wird, axial geführt sind.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen mit einem stationären Teil des Fahrzeugs verbundenen Bremssattel (41,42), an dem auf der Radseite die zugeordnete Backe (8) anliegt.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die achsseitige Bremsbacke (14) im Bremssattel axial beweglich geführt und zum Bremsen durch einen im mit dem Bremssattel verbundenen bzw. ein Bestandteil des Bremssattels bildenden Hydraulikzylinder (43) gelagerten Kolben (44) gegen die umlaufende Lamelle (2) gedrückt wird.

5. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle aus lösbar miteinander verbundenen Segmenten (18 und 19) besteht.

6. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeleitende Material Kupfer ist.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbacken mit den Seitenwänden (361, 362, resp. 363, 364) ein gemeinsames flüssigkeitsgekühltes Bauteil bilden, dessen Durchmesser in Axialrichtung elastisch veränderbar ist, sodass die zwischen den Seitenwänden (362, 363) umlaufende Lamelle durch Druck in Axialrichtung zwischen diesen Seitenwänden (362, 363) zum Anliegen kommt.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssigkeitsgekühlte Bauteil in Längsrichtung starr ausgebildet und mit seinen Enden zwischen feststehenden Teilen der Bremsvorrichtung montiert ist.

9. Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil die Lamelle in Form eines hohlen flachen Gürtels umfasst und die Enden als Anschlusstutzen (365, 366) für die Zufuhr, resp. Abfuhr von Kühlflüssigkeit ausgebildet sind.

10. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse am Achsantrieb montiert ist und das flüssigkeitsgekühlte Bauteil am Achsantriebsgehäuse (41) befestigt ist.