DE3128441A1 - Vorgelege-vollbelagscheibenbremse, insbesondere fuer schwere nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

• Vollbelagscheibenbremsen weisen gegenüber Teilbelagscheiben-
• bremsen den Vorteil auf, dass sie infolge ihrer grossen umlaufenden Aussenoberfläche die Bremswärme vorwiegend durch Konvektion an die umgebende Luft abgeben. Durch radiale Verrippung des Bremsgehäuses wird ein Luftstrom erzeugt, der diese Wirkung unterstützt. Da der Wärmeübergangsfaktor mit zunehmender Relativgeschwindigkeit der Luftströmung ansteigt, ist es sinnvoll, Vollbelagscheibenbremsen bei schweren Fahrzeugen im Antriebsstrang, d.h. auf einer gegenüber dem Rad mit höherer Drehzahl umlaufenden Welle anzuordnen.
• Die Erfindung betrifft derartige Vollbelagscheibenbremsen und hat sich zur Aufgabe gesetzt, für die Bremse eine Kapselung zu schaffen, welche die Uebertragung der Bremswärme an die Luft verbessert, dabei das Eindringen von Wasser und Schmutz in die Bremse verhindert, ohne die Zugänglichkeit zur Bremse, besonders zu ihren Verschleissteilen, zu verschlechtern.
• Die erfindungsgemässe Lösung der genannten Aufgabe sieht für eine auf einem Vorgelege mit gegenüber dem Rad erhöhter Drehzahl umlaufender Vollbelagscheibenbremse eine an das betreffende Getriebegehäuse anschliessende, eine Oeffnung zum Auswechseln der Verschleiss teile aufweisende Ummantelung der Bremse mit darin untergebrachten Leitblechen oder Kanälen vor, über die den beiden Bremsgehäuseoberflächen an ihrem Innenumfang Luft zugeführt wird, welche durch ihre radiale Verrippung in den Innenraum der Ummantelung gepumpt und von dort durch eine Oeffnung abgeführt wird.
• Eine Ummantelung einer mit dem Rad umlaufenden Vollbelagscheibenbremse bietet keine Vorteile. Wegen der relativ geringen Drehzahl eines Nutzfahrzeugrades würde die Pumpwirkung der Bremsgehäuseverrippung bei einer durch Leitbleche gelenkten Belüftung nicht ausreichen, um die Relativgeschwindigkeit zwischen Kühlluft und zu kühlender Gehäuseoberfläche gegenüber frei umlaufender Bremse zu erhöhen. Die Pumpwirkung zur Verbesserung der Wärmeübertragung bei einer Ummantelung der Bremse muss zudem so intensiv sein, dass die durch die Ummantelung weitgehend verhinderte Wärmeableitung des Strahlungsanteils infolge Reflexion mehr als ausgeglichen wird Erfahrungsgemäss ist dies erst bei mindestens der doppelten Drehzahl der Fall. Eine besonders wirkungsvolle Verbesserung der Wärmeabfuhr wird mit den derzeit gebräuchlichen Reifenabmessungen bei einer Vorgelegeübersetzung von rund 4 erzielt.
• Mit dieser Vorgelegeübersetzung gelangt andererseits bei einem Strassennutzfahrzeug der Aussenumfang des Bremsgehäuses noch nicht in einen Geschwindigkeitsbereich, bei dem ein Werkstoff höherer Zugfestigkeit, dann jedoch mit schlechterer Reibeigenschaft, Verwendung finden müsste.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung sind im Lufteinlass-oder Auslasskanal oder beiden Kanälen Klappen angeordnet, welche bei Betätigung der Bremse geöffnet werden. Diese Massnahme bewirkt eine Verringerung der bei hoher Drehzahl der Bremse infolge ihrer Gebläsewirkung auftretenden Verlustleistung in nicht gebremsten Zustand.
• In noch weiterer Ausbildung der Erfindung wird bei der Anordnung der Bremse auf einem, aus dem Achsantriebsgehäuse herausragenden Vorgelegewellenstumpf a) der Befestigungsflansch der Bremse und/oder beide Bremsgehäusehälften an ihrem Innenumfang derart mit Ausnehmungen versehen, dass die durch die zentrale Oeffnung der Ummantelung angesaugte Kühlluft durch die genannten Oeffnungen auch auf die Oberfläche der antriebsgehäuseseitigen Bremsgehäusehälfte geleitet wird, b) das mit dem Antriebsgehäuse aus einem Stück bestehende, im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Gehäuse der Ummantelung, welches ueber den die Luftzuführung aufweisende zentrale Oeffnung verfügt, mit nach innen ragenden Fortsätzen zur Aufnahme der Bremsscheiben ausgerüstet.
• In noch weiterer Ausbildung der Erfindung weist die Bremse mit dem Achsantriebsgehäuse fest verbundene Bremsträgerarme auf, welche zusammen mit abklappbaren, hakenförmigen Bügeln das auf die Bremsscheiben geführte Bremsmoment übernehmen und die Verschleissteile durch die, mit einem in Achsrichtung auf die Ummantelung gesetzten Deckel abgeschlossene Oeffnung ohne Zerlegen der Zuspanneinheit der Bremse entfernt und eingesetzt werden können.
• In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 und 2 ist die Achse eines schweren Erdbewegungsfahrzeugs in Teilschnitten dargestellt. Die Bremse mit der Bremsummantelung ist in Fig. 1 im in Fig. 2 mit A-B gekennzeichneten Mittenlängs- und in Fig. 2 in einem in Fig. 1 mit C-D gekennzeichneten Querschnitt veranschaulicht. In Fig. 3 und 4 ist eine Lösung wiedergegeben, bei der die Bremse zwischen dem Achsantrieb und dem Antriebsgelenk des Rades eines schweren Nutzfahrzeuges angeordnet ist. Bei dieser Achse handelt es sich um eine Vorgelegeachse mit am Chassis befestigten Achsantrieb. Die Antriebswelle steht über ein,der Uebersichtlichkeit halber nicht mit dargestelltes Vorgelegegetriebe mit den Rädern in Verbindung.
• Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Achse eines Erdbewegungsfahrzeuges wird der Antrieb über die Kardanwelle 1 in das aus den beiden Kegelrädern 2 und 3 und dem Differential 4 bestehende Vorgelege eingeleitet und über die Stirnräder 5 und 6 bzw. 7 und 8 auf die Achswellen 9 und 10 der Räder 11 übertragen. Das gegossene Achsgehäuse 12, in welches die Achsrohre 121 und 122 eingesteckt sind, weist beidseitig vom Vorgelege angegossene, zylinderförmige Gehäusefortsätze 13 bzw. 14 auf, in denen auf Flanschen 151 und 161 der Wellenstümpfe der Vorgelegewellen 15 bzw. 16 die beiden Vollbelagscheibenbremsen sitzen.
• Im vorliegenden Beispiel sind diese gleich aufgebauten Bremsen, von denen deshalb nachfolgend nur eine Bremse durch Kennzeichnung ihrer Einzelteile beschrieben wird, durch Druckluft direkt betätigt. Sie bestehen aus den Bremsgehäusehälften 171 und 172 und in diesen in Umfangsrichtung fest, axial beweglich untergebrachten, die Reibbeläge tragenden Bremsscheiben 181 und 182. Zwischen den Bremsscheiben sitzt die aus dem Ringzylinder 19 und dem Ringkolben 20 bestehende Druckluftzuspanneinrichtung. Der den Gehäusefortsatz 13 abschliesse de Gehäusedeckel 131 weist den Zuführungsstutzen für Kühlluft 132 auf sowie einen zylindrischen Fortsatz 133. Letzterer bildet auf der Seite der Bremsgehäusehälfte 171 den Zuführungsquerschnitt der Kühlluft. Die Bremsgehäusehälften 171 und 172 weisen am Umfang verteilte Oeffnungen 173 und 174 auf, durch welche ein Teil der durch den Stutzen 132 angesaugten Kühlluft auf die Seite der Bremsgehäusehälfte 172 geführt wird.
• Der innere Zuführungsquerschnitt für die Kühlluft auf dieser Seite wird durch den Rohrfortsatz 123 am Achsgehäuse 12 gebildet.
• Die Kühlluftführung ist durch den Pfeil 21 gekennzeichnet, der sich in die vier Kühlluftströme 211 bis 214 auflöst. Die Luft dringt durch den Stutzen 132, dessen Eingang normalerweise durch eine in Fig. 2 mit 221 und 222 gekennzeichnete zweiteilige Klappe geschlossen und bei einem Bremsvorgang geöffnet wird, in die Bremsummantelung ein. Ein Teil der Luft wird, geleitet durch den Rohrfortsatz 133, von der umlaufenden radialen Verrippung der Bremsgehäusehälfte 171 erfasst und strömt an der Aussenoberfläche Wärme aufnehmend in den äusseren Ringraum der Ummantelung. Diese Luftbewegung ist durch den Pfeil 211 gekennzeichnet. Durch die Aussparungen 173 und 174 hindurch gelangen zwei Teilluftströmungen geringerer Intensität, da sie lediglich von den Seitenwänden der Aussparungen 173 und 174 gefördert werden, durch die schmalen Zwischenräume zwischen Zuspanneinrichtung und Bremsscheibe 181 sowie zwischen Zuspanneinrichtung und Bremsscheibe 182 nach aussen. Diese durch Pfeile 212 und 213 gekennzeichneten Luftströmungen sorgen für eine Kühlung der Zuspanneinrichtung und führen auch Wärme von der dem Belag gegenüberliegenden Oberfläche der Bremsscheiben ab. Ein intensiverer Luftstrom, durch Pfeil 214 gekennzeichnet, wird wiederum durch die umlaufende radiale Verrippung der Bremsgehäusehälfte 172 erzeugt. Diese Strömung kann durch eine zylindrische Trennwand des Achsgehäuses 12 unterstützt werden. Jedoch wird eine ebenso intensive Belüftung auch durch eine unmittelbar an der Trennwand umlaufende Verrippung erzeugt. Es muss dabei nur dafür gesorgt werden, dass ein ausreichender Ringraum für die abströmende Luft zur Verfügung steht. Die bei der Bremsung erwärmte Kühlluft strömt durch den in Fig. 2 zu erkennenden Stutzen 22 ab. Die abströmende Luft ist durch Pfeil 23 gekennzeichnet.
• Bei der beschriebenen Bremsenlösung sind die die Beläge tragenden Bremsscheiben 181 und 182 aus einem Stück angefertigt. Sie umfassen mit radialen Vorsprüngen 183 und 184 in dem Gehäusefortsatz 13 angebrachte Riegel 134, auf die sie das beim Bremsen aufgenommene Drehmoment übertragen und von denen sie nach Abnahme des Gehäusedeckels 131 und Lösen der Verbindungsschrauben zwischen Bremsgehäuse und Flansch 15 zusammen mit letzterem abgezogen werden können.
• Bei dem in Fig. 3 und 4 veranschaulichten Beispiel handelt es sich um eine Bremsenlösung der Erfindung, angewendet für einen Achsantrieb mit einem im Rad angeordneten, exzentrischen Vorgelegeantrieb. Hierbei ist der Achsantrieb (bei einem Stadtomnibus unterhalb und bei einem Lastkraftwagen oberhalb der Radmitte) am Chassis befestigt. Die Räder sind entweder an Querlenkern oder an einem Achsrahmen aufgehängt.
• Der am Chassis befestigte Achsantrieb ist im Gehäuse 30 untergebracht und besteht aus dem Antriebsritzel 31, dem Tellerrad 32 und dem Differential 33. In Fig. 3 ist eine Seite des Antriebs mit einer Bremse im Längsschnitt wiedergegeben.
• Der Achsantrieb der gezeichneten Antriebsseite geht über die Flanschwelle 34 über die Schrauben 35 in die Gelenkglocke 36. Zwischen beiden sind die Bremsgehäusehälften 37 und 38 der Vollbelagscheibenbremse eingespannt. In den Bahnen 361 der Gelenkglocke 36 sitzen die Kugeln 39, welche das Antriebs- und Bremsmoment auf den Gelenkkopf 401 der mit dem Radvorgelege in Verbindung stehenden Gelenkwelle 40 übertragen. Die GelenkglockAe 36 ist über das Rollenlager 41 im Lagerflansch 42 der mit den als Bremsträgerarme ausgebildeten Achsgehäusefortsätze 301 verschraubt wird, abgestützt.
• Die Bremse ist im vorliegenden Beispiel mit einer direkt pneumatisch wirkenden Zuspanneinrichtung, welche aus dem Ringzylinder 43 und dem durch eine Dichtmanschette 44 abgedichteten Ringkolben 45 besteht, ausgerüstet. Die Zuspanneinrichtung sitzt zwischen den beiden die Bremsbeläge tragenden, geteilten Bremsscheiben 461 und 462. Letztere stützen sich in Umfangsrichtung in einer Drehrichtung auf den Achsgehäusefortsätzen 301 und in der Gegendrehrichtung auf abklappbaren, hakenförmigen Bügeln 47 ab, welche auf an den Achsgehäusefortsätzen 301 befestigten Zylinderbolzen 48 aufgehängt sind.
• Die Bremse ist durch eine Blechummantelung 49 eingekapselt.
• Darin untergebrachte Leitbleche 50 bewirken die durch Pfeile 51 gekennzeichnete Kühlluftbewegung. Die Luft wird durch eine mit einer zweiteiligen Klappe abdeckbare Oeffnung 491 angesaugt und über den Stutzen 492 aus der Blechummantelung herausgedrückt. Bremsscheiben mit abgenutzten Belägen können nach Abnahme des Abschlussdeckels 52 der Ummantelung nach Lösen der Schrauben 53 und Abklappen der Bügel 47 herausgezogen und durch solche mit neuen Bremsbelägen ersetzt werden.
• Leerseite

Claims (4)

1. Vorgelege-Vollbelagscheibenbremse, insbesondere für schwere Nutzfahrzeuge Patentansprüche: 1. Vorgelege-Vollbelagscheibenbremse, insbesonder für schwere Nutzfahrzeuge, mit eiiier Ummantelung der Bremse und einer Oeffnung zum Wechseln der Verschieb steile, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ummantelung 13; 49) Leitbleche oder Kanäle (123, 133; 50) untergebracht sind, über die den beiden Bremsgehäuseoberfiächen (i71, 172; 37, 38) an ihrem Innenumfang Luft zugeführt wird welche durch ihre radiale Verrippung ip den Innenraum der Ummantelung gepumpt und von doi durch eine Oeffnung (22; 492) abgeführt wird.
2. 2) Vorgelege-Vollbelagscheibenb mse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ii Lufteinlasskanal (132; 50) oder -auslasskanal oder beide kanälen Klappen (221, 222; 491) angeordnet sind, welche ei BetåtiRung der Bremse geöffnet werden.
3. i Vorgelege-Vollbelagscheibenbl mse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bt Anordnung der Bremse auf einem, aus dem Achsantriebsgehäuse herausragenden Vorgelegewellenstumpf (15, 16) a) der Befestigungsflansch der Bremse il' 161) und/oder beide Bremsgehäusehälften @@@@@@ 17 !an ihrem Innenumfang derart mit Ausnehmungen (173, 174) versehen sind, dass die durch die zentrale Oeffnung (133) der Ummantelung (13) angesaugte Kühlluft durch die Ausnehmungen (173, 174) auch auf die Oberfläche der antriebsgehäuseseitigen Gehäusehälfte (172) geleitet wird b) das mit dem Antriebsgehäuse (12) aus einem Stück bestehende, im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Gehäuse der Ummantelung (13, 14), welches über den die Luftzuführung aufweisende zentrale Oeffnung (133) verfügt, mit nach innen ragenden Fortsätzen (134) zur Aufnahme der Bremsscheiben (181, 182) ausgerüstet.
4. 4) Vorgelege-Vollbelagscheibenbremse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse mit dem Achsantriebsgehäuse (30) fest verbundene Bremsträgerarme (301) aufweist, welche zusammen mit abklappbaren, hakenförmigen Bügeln (47) das auf die Bremsscheiben (461, 462) geführte Bremsmoment ubernehmen und die Verschleissteile (461, 462) durch die, mit einem in Achsrichtung auf die Ummantelung (49) gesetzten Deckel (52) abgeschlossene Oeffnung ohne Zerlegen der Zuspanneinheit (43, 44, 45) der Bremse entfernt und eingesetzt werden können.