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Naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse
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Die Erfindung bezieht sich auf eine naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse
mit den IKerkmalennach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Eine reibngsschlüssigelMehrscheiben-Eingriffsvorrichtung mit nur einer
Lwischenscheibe zwischen zwei Bremsscheiben ist aus der DE-OS 24 51 104 bekannt.
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Hierbei wird durch eine besondere Ausgestaltung des Rückstellorgans
verhindert, daß die Bremsscheiben an der Zwischenscheibe nach Beendigung des Brems-oder
Kupplungsvorganges haften bleiben, was ein Restmoment zur Folge hätte, welches bei
Bremsen noch einen unerwünschten Bremseffekt mit sich bringt und bei Kupplungen
dazu führt, daß trotz Auf hebens der Betätigungskraft noch eine Antriebskraft übertragen
wird. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, kann dieses durch Ölfilm-Kohäsion
verursachte Restmcmentso groß sein, daß in ungünstigsten Fällen bis zu 20%der Schlepperleistung
verloren geht Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine naßlaufende Mehrscheiben-Reibungsbremse
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die zur völligen
Ausschaltung eines durch Haftenbleiben entstehenden Restmoments mit vergleichsweise
einfacheren Mitteln auskommt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung von beidseitig
einer Hauptbremsscheibe gelagerten, frei umlaufbaren Zwischenscheiben gelöst. Bei
einer solchen Anordnung von zwei im ungebremsten Zustand frei umlaufenden Zwischenscheiben
können diese bei Betätigung der Bremse unabhängig voneinander Reibungsschluß mit
der Hauptbremsscheibe sowie mit der bewegbaren Druckplatte und dem feststehenden
Abstützflansch bekommen.
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Dadurch wird erreicht, daß das Restmomentvöllig verschwindet und keinen
Einfluß auf die Schlepperleistunghervorruft.
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Einen besonders guten, progressiven Bremsvorgang erhält man, wenn
die Hauptbremsscheibe aus einem solchen Material besteht oder auf ihren Oberflächen
derart geformt ist, daß ein größerer Reibwert bei Reibung gegenüber den Zwischenscheiben
als bei Reibung der Zwischenscheiben an den feststehenden Teilen entsteht Hierdurchwird
erreicht, daß das Widerstandsnoment zwischen den Zwischenscheiben und der Hauptbremsscheibe
größer ist als gegenüber den feststehenden Teilen, so daß die Zwischenscheiben von
der abzubremsenden Hauptbremsscheibe früher in ihrer Drehung mitgenommen werden
als sie von den feststehenden Teilen abgebremst werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Reibflächen
der jeweils zusammenwirkenden umlaufenden Scheiben mit radial verlaufenden Nuten
versehen. Wenn im Vergleich hierzu die Reibflächen der Zwischenscheiben gegenüber
den feststehenden Teilen glatt sind, erfolgt der angestrebte frühere Reibungsschluß
zwischen Hauptbremsscheibe und Zwischenscheiben, wodurch das Bremsmoment verstärkt
wird, wozu auch beiträgt, daß unter der Bremsdruckeinwirkung der vorhandene Ölfilm
abgeschnitten wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der
Mehrscheiben-Reibungsbremse nach der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben.
Es zeigen Fig. 1 einen Teilschnitt der Reibungsbremse, Fig. 2 eine schematische
Darstellung der Gleitreibung zwischen Materialien mit unterschiedlichen Reibwerten,
Fig. 3 in einem Diagramm den Verlauf des Reibwertes in Abhängigkeit von der cleitgeschwindigkeitzwischen
den Reibflächen bei Reibung zwischen Stahl und Stahl unter Naßlaubbedingungen.
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Die in Fig. 1 dargestellte naßlaufende ìehrscheiben-Reibungsbremsebesitzt
eine Antriebswelle 3, über die eine in der Zeichnung nicht dargestellte Baugruppe,
beispielsweise ein Getriebe für anzutreibende Fahrzeugräder, antreibbar ist. Die
Antriebswelle 3 ist in einem Gehäuse gelagert, welches einen feststehenden, radial
zur Antriebswelle verlaufenden Abstützflansch 6 aufweist und eine in bezug auf eine
feststehende Druckplatte verstellbare, axial verschiebbare Druckplatte 1 umgibt.
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Diese Druckplatte dient als Kolben und zur Beaufschlagung eines Scheibenpakets
der Reibungsbremse. Dieses Scheibenpaket besteht aus einer auf der Antriebswelle
3 aufgekeilten und mit dieser umlaufenden Hauptbremsscheibe 2 und auf ihren beiden
Seiten angeordneten, frei drehbaren Zwischenscheiben 4 und 5. Sowohl die Zwischenscheiben
4 und 5 als auch die Hauptbremsscheibe 2 lassen sich axial zur Antriebswelle 3 verschieben.
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Zur Rückstellung der Druckplatte 1 nach beendeten Bremsvorgang dienen
Rückstellfedern 7, die in einer ringförmigen Ausnehmung der Druckplatten außerhalb
der Antriebswelle angeordnet sind.
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Die frei drehbaren Zwischenscheiben 4 und 5 sind zur Hauptbremsscheibe
2 so zentriert, daß sie frei rotieren können, wenn die Bremse nicht betätigt ist.
Zur Betätigung der Reibungsbremse werden die Druckplatten in bekannter Weise mechanisch
beaufschlagt, wodurch die linke Druckplatte 1 in der Zeichenebene der Fig. 1 nach
links verstellt wird. Dabei werden auch die Hauptbremsscheibe 2 sowie die Zwischenscheiben
4 und 5 nach links auf den feststehenden Absbutzflansch 6 zu bewegt, wodurch das
Abbremsen erfolgt.
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Um eine ausreichende Bremswirkung zu gewährleisten und ein gutes,
progressives Bremsen zu erzielen, sind sowohl die Hauptbremsscheibe 2 als auch die
frei drehbaren Zwischenscheiben 4, 5 auf ihren jeweils zugekehrten Reibflächen mit
radial gerichteten Nuten versehen, so daß unter Bremsdruckeinwirkung der vorhandene
Ölfilm abgeschnitten wird Zum Abbremsen der Haupthremsscheibe und damit der Antriebswelle
muß die an den Reibflächen angreifende Haftkraft, welche gleich der Summe der
Reibkräfte
ist, größer sein als die zu übertragende Umfangskraftan der Welle. Die Haftkraft
ist wiederum akhängigvom Reibwert µ bei Reibung bzw. Gleitbewegung zwischen den
Zwischenscheiben 4, 5 und der Hauptbremsscheibe 2 einerseits und zwischen den Zwischenscheiben
4, 5 und der Druckplatte 1 sowie dem festen Abstützflansch 6 andererseits.
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Wie anhand der Fig. 2 schematisch wiedergegeben, entsteht eine Gleitbewegung
des mit einem Gußblock A belasteten tederstückes zusammen mit einem Holzstück B
auf einer festen Wachsunterlage C aufgrund einer am Gußblock A angreifenden Kraft
P, wenn der Haftwert P1 x fl qrößer ist als der Reibwert (P1+ P2) x f2. Dieser Effekt
läßt sich deshalb beobachten, weil der Reibwert fu.rHolz gegen Wachs weit geringer
ist als der Reibwert r fur Leder gegen Holz.
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Andererseits ist der Reibwert µ von der Gleitgeschwindigkeit der jeweils
zusammenwirkendenReibflächen abhängig. Er ist am größten bei Haftsitz der Reibflächen
und fa'lltmit zunehmender Gleitgeschwindigkeit, wie Fig. 3 für Stahl gegen Stahl
zeigt, zunachstannähernd linear, dann allmählich weniger ab.
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Wenn furdie Hauptbremsscheibe 2 ein in bezug auf die Zwischenscheiben
und Druckplatten Dzw.den Abstützflansch unterschiedliches Material gewählt wird,
oder ihre Oberflächen unterschiedlich geformt sind, so ergeben sich unterschiedliche
Reibwerte zwischen den Reibflächen.
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Für die Erfindung ist es nun wesentlich, daß der Reibwert bei Reibung
zwischen der Hauptbremsscheibe 2 und den Zwischenscheiben 4, 5 größer ist als der
Reibwert bei der Reibung zwischen den Zwischenscheiben und den Druckplatten einerseits
bzw. dem Abstützflansch andererseits. Hierdurch ergeben sich wiederum bei gleicher
Bremskraft unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten zwischen der Hauptbremsscheibe
und den Zwischenscheiben einerseits sowie zwischen den Zwischenscheiben und den
Druckplatten bzw dem Abstützflansch andererseits. Wenn der Reibwert an der Hauptbremsscheibe
größer ist als an den Druckplatten bzw. dem Abstützflansch, bedeutet dies bei gleicher
Bremskraft, daß die Zwischenscheiben von der Hauptbremsscheibe eher mitgenomnen
werden als sie von den feststehenden Teilen abgebremst werden.
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Das Bremsmoment ist außer von der Bremskraft P und den Reibwerten
auch von der Anzahl der Bremsflächen abhängig. Dadurch, daß beidseitig der Hauptbremsscheibe
zwei Zwischenscheiben vorgesehen sind, kommen insgesamt vier Reib oder flremsflächen
in Reibschluß-Verbindung. Wegen des hohen Reibwertes zwischen der Hauptbremsscheibe
und den Zwischenscheiben wird der Reibschluß zwischen diesen Scheiben jedoch früher
herbeigeführt als in bezug auf die feststehenden Teile. Dies hat zur Folge, daß
in der ersten Bremsphase, nämlich bevor die Zwischenscheiben mit der Hauptbremsscheibe
Kraftschluß haben, das Bremsmoment ansteigt.
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Nach Beendigung des Bremsvorganges, sobald also die linke Druckplatte
1 unter Wirkung der Rückstellfedern 7 in i < ngspDsition zuruckgekehrt ist, kann
unabhängig von den im Bremssystem vodhanienen
Bremsbedingungen,
insbesondere unabhängig von der Lage der wirksamen Reibflächen in bezug auf die
Reibflächen der feststehenden Teile 1 und 6, die Hauptbremsscheibe wieder frei rotieren,
wobei die 3wischenscheiben 4, 5 umlaufen können oder nicht. Ein Widerstands» -ment
an den umlauf enden Reibflächen infolge Haftreibung kann daher nicht eintreten.
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Selbst unter der unwahrscheinlichen Annahme, daß die Zwischenscheiben
mit ihren Reibflächen an den feststehenden Teilen 1 und 6 haften bleiben sollten,
kann nicht der Fall eintreten, daß sie an den feststehenden und an den umlaufenden
Flächen gleichzeitig haften.
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Eine gering zu bewertendeRestreibung ergibt Sich dadurch, daß die
Bremsscheiben notwendigerweise zur Kühlungin einem ölbad umlaufen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebeReibungsbremse beschrankt,
vielmehr kann sie auch auf Lamellenkupplungen angewandt werden.
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L e e r s e i t e