DE2430069C2 - Hydraulisch lösbare Lamellenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine durch Federkraft in Eingriff gehaltene und hydraulisch lösbare Lamellenbremse mit einem ein Gehäuse zentrisch durchsetzenden Rotor, auf dem drehfest axial bewegliche Bremsscheiben angeordnet sind, zwischen die im Gehäuse mittels radial auswärts ragender Abschnitte drehfest gehaltene, aber axial bewegliche Statorscheiben greifen, welche mit den Rotorscheiben ein Scheibenpaket bilden, auf das zwischen einer ersten Statorscheibe und dem Gehäuse angeordnete Federn im Bremssinne wirken, während die erste Statorscheibe mittels eines zum Rotor konzentrischen, hydraulisch betätigten Betätigungsorgans mit einem Ringzylinder und einem Ringkolben im Lösungssinne gegen die Federkraft verschiebbar ist.

In hydraulisch angetriebenen Kraftübertragungen ist es üblich. Hydraulikmotoren sowohl als Bremse als auch als Antrieb für die Transmission oder das Untersetzungsgetriebe einzusetzen. Wenn jedoch in dem Hydrauliksystem eine Störung auftritt, steht die Bremswirkung des Hydraulikmotors nicht mehr zur Verfügung. Selbst wenn im Hydrauliksystem keine Störung auftritt, kann der Hydraulikmotor das Halten einer Last in einer fixierten Position nicht über längere Zeit zuverlässig sicherstellen, da Hydrauliksysteme inhärent Druck verlieren, wenn sie über längere Zeit in einem statischen Zustand gehalten werden. Aus Sicherheitsgründen ist es daher wünschenswert, in der Kraftübertragung eine eo Not- oder Feststell-Bremse einzusetzen, die im Falle einer Störung oder einer Abschaltung des Hydrauliksystems wirksam wird.

Aus der US-PS 23 26 960 ist bereits eine lösbare Lamellenbremse bekannt, bei der ein ringförmiger Kolben die Betätigungskraft über neun einzelne Stößelstangen auf eine Betätigungsscheibe überträgt, die wiederum durch eine Vielzahl von Federn in Bremsrichtung vorgespannt ist. Damit keine Verkantungen vorkommen, muß diese große Anzahl von Betätigungsstößeln und Federn vorgesehen sein. Diese Bauart hat den Nachteil, daß eint einwandfreie Funktion nur durch eine Vielzahl von einzeln zu montierenden Bauteilen sichergestellt ist, was nicht nur einen hohen Aufwand, sondern auch eine größere Störanfälligkeit bedeutet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenbremse mit ringförmigem, hydraulischem Betätigungsorgan derart zu verbessern, daß sich eine kompakte Bauform mit nur wenigen Teilen zum Erreichen einer einfacheren Montage und einer erhöhten Betriebssicherheit ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringkolben sich einstückig in einem das Scheibenpaket umgebenden Ringschaft fortsetzt, der direkt an der ersten Statorscheibe angreift; daß der Ringschaft achsparallel verlaufende Schlitze aufweist, durch die sich die radial auswärts ragenden Abschnitte der übrigen Statorscheiben erstrecken; und daß diese Abschnitte die Form von Augen haben, durch deren Bohrungen sich endseits im Gehäuse verankerte Drehmomentstifte erstrecken.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in den Zeichnungen dargestellten AusführungsfcTm ausführlich beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Frontansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse;

F i g. 2 einen Schnitt 2-2 gemäß F i g. 1;

Fig. 3einen Schnitt 3-3gemäß Fig. 1;

Fig.4 einen fragmentarischen Schnitt 4-4 gemäß Fig. 1;

F i g. 5 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform einer mit der erfindungsgemäßen Bremse einsetzbaren Hydraulikschaltung.

Gemäß F i g. 1 bis 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hydraulikscheibenbremse zwischen einer Antriebseinheit, z. B. einem Hydraulikmotor 4, und einer angetriebenen Einheit, z. B. einem Getriebe 6, angeordnet. Die Bremse 2 besitzt ein Gehäuse 8 mit einer Front- oder Abtriebsplatte 10. Die Frontplatte 10 ist mit dem restlichen Gehäuse 8 durch an ihrem Umfang angeordnete Bolzen 12 verbunden. Die Vorderseite der Frontplatte 10 ist mit einem ringförmigen Axialflansch 14 ausgerüstet. Der Flansch 14 bildet eine Öffnung zur Aufnahme einer angepaßten zylindrischen Erhebung 15 des Gehäuses des Hydraulikmotors 4. Das Gehäuse 8 besitzt ferner eine hintere zylindrische Verlängerung 16, die in eine zylindrische Vertiefung 17 des Getriebes 6 paßt. Die Bremse 2, der Motor 4 und das Getriebe 6 können auf eine geeignete Art miteinander verbunden sein. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt das Motorgehäuse einander gegenüberliegende Flansche 18 zur Aufnahme von Bolzen 20. Die Bolzen 20 erstrecken sich durch miteinander fluchtende öffnungen 22 in den Flanschen 18, der Frontplatte 10 und dem benachbarten Teil des Gehäuses 8. Die Bolzen 20 sind in Gewindelöchern 24 des Getriebes 6 eingeschraubt.

Die Bremse 2 besitzt einen zentral in dem Gehäuse 8 angeordneten Rotor 26. Ein Ende des Rotors 26 ist mit einer hohlen Eingangswelle 28 ausgerüstet. Die Eingangswelle 28 ist koaxial und lösbar mit einer Ausgangswelle 30 des Motors 4 gekuppelt. Die Ausgangswelle 30 ist an ihrem äußeren Umfang mit Keilnuten ausgerüstet. Die Eingangswelle 28 besitzt interne Keilnuten zur Aufnahme der Keilnuten der Ausgangswelle 30, so daß sich zwischen der Welle 30 und der Welle 28 eine kraftüber-

tragende Kupplung herstellen läßt Das entgegengesetzte Ende des Rotors 26 besitzt eine Ausgangswelle 32. Die Welle 32 besitzt externe Keilnu.en, so daß sie sich lösbar mit einer Keilnutenbohrung 34 der Eingangswelle 36 des Getriebes 6 kuppeln läßt Dadurch läßt sich eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Rotor 26 und der Welle 36 herstellen. Wenn die Bremse, der Motor 4 und das Getriebe 6 zusammengebaut sind, "Juchten die Motorwelle 30, der Rotor 26 und die Eingangswelle 36 koaxial miteinander. Der Rotor 26 ist in einem Lager 38 im Gehäuse gelagert Das Lager 38 wird von einem Sprengring 40 in Position gehalten. Das Lager 38 ist vorzugsweise ein selbstdichtendes Lager, um möglicherweise von dem benachbarten Getriebe 6 kommende ölleckagen nicht durchzulassen.

Der Mittelteil des Rotors 26 ist mit externen axialen Keilnuten 42 zur Aufnahme von Rotorscheiben 44 ausgerüstet Die Rotorscheiben 44 besitzen lentrale Keilnutenbohrungen, so daß sie auf den Keilnuten 42 des Rotors 26 gleiten können. Dadurch rotieren die Rotorscheiben 44 mit dem Rotor 26, lassen sich jedoch axial relativ zu ihm verschieben. Darüber hinaus sind die Rotorscheiben 44 durch ihre Keilnuten automatisch zentriert, wodurch dynamische Unwuchtprobleme minimiert und hohe Drehzahlen des Rotors 26 zugelassen werden. Die einander gegenüberliegenden axialen Stirnflächen der Rotorscheiben sind mit einem Reibbelag 46 ausgerüstet. Der Reibbelag 46 kann in Segmentform angebracht sein, so daß radiale Nuten 48 in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Rotorscheiben 44 entstehen.

Die Frontplatte 10 ist mit einer koaxial zum Rotor 26 angeordneten ringförmigen zylindrischen Kammer 50 ausgerüstet, deren öffnung von dem Flansch 14 weggerichtet ist Ein Ringkolben 52 ist axial verschiebbar in der Kammer 50 angeordnet. Der Kolben 52 ist mit inneren und äußeren O-Ring-Dichtelementen 54 ausgerüstet. Der Kolben 52 besitzt ferner einen ringförmigen Kolbenschaft 56, der mit einem Abstand radial nach außen die Rotorscheiben 44 umgibt. Dadurch liegt der Kolbenschaft 56 in einem radial äußeren Teil einer weitgehend zylindrischen Gehäusekammer 58.

Zwischen die Rotorscheiben 44 ragen metallische Statorscheiben 60 und 62. Die Statorscheibe 62 ist etwas größer als die Statorscheiben 60; sie bildet eine an dem Ende des Kolbenschaftes 56 anliegende erste Statorscheibe. Die Statorscheibe 62 ist die äußerste Scheibe des aus den Rotorscheiben 44 und den Statorscheiben 60 und 62 bestehenden Scheibenpaketes. Jede Statorscheibe 60 und 62 besitzt eine zentrale Bohrung 64, durch die sich der Rotor 62 erstreckt.

Die Statorscheiben 60 und 62 sind durch Drehmomentenstifte 65 und 67 nicht drehbar mit dem Gehäuse 8 verbunden. Die Drehmomentenstifte 65 und 67 sind radial außerhalb des Kolbens 52 parallel zur Rotationsachse des Rotors 26 angeordnet. Die Drehmomentenstifte 65 und 67 sind in einander gegenüberliegende Bohrungen 74 und 75 der Frontplatte 10 bzw. des benachbarten Teiles des Gehäuses 80 eingepaßt. Jede Statorscheibe 60 ist mit diametral einander gegenüberliegenden ösen 66 und 68 ausgerüstet. Die ösen 66 und 68 ragen gemäß Fig. 1 und 2 frei durch einander gegenüberliegende, axial sich erstreckende Schlitze 70 und 72 des Kolbenschaftes 56. Die Schlitze 70 und 72 erstrekken sich bis zu dem Ende des Kolbenschaftes 56, das an der ersten Statorscheibe 62 anliegt. Die erste Statorscheibe 62 besitzt ein gleiches Paar Ösen 66 und 68, die jedoch nicht durch die Schlitze 70 und 72 ragen, obwohl sie axial mit ihnen fluchten. Die Enden der Ösen 66 und 68 sind mit Bohrungen 76 ausgerüstet, so daß die Statorscheiben 60 und 62 auf den Drehmomentstiften 65 und 67 gleiten kennen.

Es ist offensichtlich, daß gemäß F i g. 3 im Bereich der Statorscheiben 60, deren Umfang gegenüber den Ösen 66 und 68 radial zurückversetzt ist, e'n radiales Spiel zwischen den Statorscheiben 60 und dem Kolbenschaft 56 besteht Im Bereich der ersten Statorscheibe 62, deren Umfang gegenüber den Ösen 66 und 68 zurückversetzt ist befindet sich der Umfang der Statorscheibe 62 im Eingriff mit dem Kolbenschaft 56. Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ferner ersichtlich, daß die auf den Statorscheiben angebrachten und sich durch axiale Schlitze des Kolbenschaftes in gleitenden Eingriff mit den Drehmomentenstiften erstreckenden ösen die Unterbringung der Bremsenkomponenten in einem Gehäuse relativ kleinen Durchmessers gestatten. An den entgegengesetzten Seiten der beiden inneren Statorscheiben 60 sind auf den Drehmomentstiften 65 und 67 Schraubenfedern angeordnet, so daß die Statorscheiben bei gelöster Bremse derart positioniert werden, daß der Verschleiß der Reibbeläge minimiert wird. Zusätzlich unterstützen die Schraubenfedern 78 die Selbstdämpfungschrakteristik der Bremseneinheit Ferner reduzieren die Federn 78 zusammen mit später beschriebenen Federn 83 die Schwingungen und die Geräuscherzeugung der rotierenden Teile der Bremseneinheit.
Die Stirnwand 80 der Kammer 58 ist mit mehreren Bohrungen 82 zur Aufnahme von Schraubendruckfedern 83 ausgerüstet. Die Federn 83 drücken gegen die erste Statorscheibe 62. Es ist offensichtlich, daß auch andere Federarten einsetzbar sind. Wenn die Bremse im Eingriff ist, üben die Federn 83 eine Axialkraft auf die erste Statorscheibe 62 aus. Dadurch ist das Scheibenpaket gegen einen axialen Anschlag 84 an der Innenseite der Frontplatte 10 vorgespannt. Die Kraft der Feder 83 reicht aus, um die Rotor- und die Statorscheiben in reibenden Eingriff zu drücken und Rotationsbewegungen des Rotors zu verhindern. Das gilt für den normalen Zustand, in dem die Bremse sich im Eingriff befindet.

Durch das Einspeisen von Hydraulikmedium in die Kammer 50 wird die Bremse g«löst. Der Mediumdruck bewegt den Kolben 52 gegen die Kraft der Federn 82 in Richtung der ersten Statorscheibe 62. Dadurch werden die zugeordneten Rotor- und Statorscheiben axialdruckentlastet, so daß sich der Rotor 26 in Rotationsbewegung versetzen läßt. Die Stirnwand 80 ist mit einer Schulter 86 ausgerüstet, die die durch die vom Kolbenschaft 56 aufgebrachte Kraft bewirkte axiale Bewegung der ersten Statorscheibe 62 begrenzt.

Gemäß Fig. 1, 4 und 5 wird das Hydraulikmedium durch eine Leitung 88 in die Kammer 50 eingespeist. Die Leitung 88 ist in eine Gewindebohrung 90 der Frontplatte 10 eingeschraubt. Die Frontplatte 10 kann mit einer in Umfangsrichtung zur Gewindebohrung 90 versetzten zweiten Gewindebohrung zur Aufnahme eines einschraubbaren Ablaßventiles 92 ausgerüstet sein.
F i g. 5 zeigt eine Prinzipschaltung eines für die erfindungsgemäße Bremse einsetzbaren Hydrauliksystemes. Es ist jedoch offensichtlich, daß das System hier nur beispielhaft beschrieben wird, andere Systemarten sind einsetzbar. Im Hydrauliksystem gemäß F i g. 5 saugen eine im Festdruckbetrieb betriebene Pumpe P2 und eine im Regeldruck betriebene Pumpe Pl aus einem Hydraulikmedium-Vorratsbehälter 94. Die Pumpe P2 hält einen Ladedruck für das System aufrecht und liefert den zum Lösen der Bremse erforderlichen Druck durch

die Leitung 88. Die Pumpe P1 erhöht den Systemdruck vom Ladedruck auf den zum Betrieb des Motors 4 erforderlichen Betriebsdruck. Der Betriebsdruck wirkt durch eine Leitung % und wird durch eine Leitung 98 entlastet. Die Leitung 98 bildet die Niederdruckseite; si2 wird durch ein Rückschlagventil 100 auf Ladedruck gehalten. Ein Rückschlagventil 102 verhindert das Eindringen von Hochdruckmedium aus der Leitung 96 in die Ladedruckleitung. Wenn der Ladedruck verlorengeht, oder absichtlich abgesteuert wird, kommt die Bremse automatisch in Eingriff.

Die Erfindung besteht also im wesentlichen in einer Scheibenbremseneinheit mit einem Scheibenpaket aus ineinänderrägenden, normalerweise durch Federn in einen Bremseneingriffszustand vorgespannten Rotor- is und Statorscheiben. Ein hydraulisch betätigter Kolben steht mit einer Statorscheibe im Eingriff, um sie derart axial gegen die Federvorspannung zu bewegen, daß die Scheiben druckentlastet und damit die Bremse freigegeben wird. Der Kolben besitzt einen die Rotorscheibe umgebenden zylindrischen Kolbenschaft. Der Koibenschaft besitzt einander gegenüberliegende Schlitze durch die die Statorscheiben in gleitenden Eingriff mit Drehmomentstiften ragen. Die Bremseneinheit läßt sich zwischen einem Hydraulikmotor und einem Getriebe oder einfach am Abtriebsende des Hydraulikmotors anordnen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Durch Federkraft in Eingriff gehaltene und hydraulisch lösbare Lamellenbremse mit einem ein Gehäuse zentrisch durchsetzenden Rotor, auf dem drehfest axial bewegliche Bremsscheiben angeordnet sind, zwischen die im Gehäuse mittels radial auswärts ragender Abschnitte drehfest gehaltene, aber axial bewegliche Statorscheiben greifen, welche mit den Rotorscheiben ein Scheibenpaket büden, auf das zwischen einer ersten Statorscheibe und dem Gehäuse angeordnete Federn im Bremssinne wirken, während die erste Statorscheibe mittels eines zum Rotor konzentrischen, hydraulisch betätigten Betätigungsorgäns mit einem Ringzylinder und einem Ringkolben im Lösungssinne gegen die Federkraft verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (52) sich einstückig in einem das Scheibenpaket (44, 60, 62) umgebenden Ringschaft (56) fortsetzt, der direkt an der ersten Statorscheibe (63) angreift; daß der Ringschaft (56) achsparallel verlaufende Schlitze (70,72) aufweist, durch die sich die radial auswärts ragenden Abschnitte (66,68) der übrigen Statorscheiben (60) erstrecken; und daß diese Abschnitte die Form von Augen haben, durch deren Bohrungen (76) sich endseits im Gehäuse (8, 10) verankerte Drehmomentstifte (65, 67) erstrekken.

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