DE3324775C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federspeicher-Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Scheibenbremse ist aus der DE-AS 16 30 988 bekannt. Nachteilig bei der bekannten Scheibenbremse ist, daß im normalen Fahrzustand die Druckscheibe, die das Lamellenpaket als Deckel abschließt durch den auf einen Kolben wirkenden Hydraulikdruck gegen Federn verschoben werden muß, damit die Bremse geöffnet bleibt. Die Bremswirkung wird durch mechanische Rückstellglieder (Federn) bewirkt, und die Aufhebung der Bremswirkung muß durch ein dauernd unter Druck stehendes Fluid erfolgen.

Aus GB 20 87 014 A ist eine weitere Scheibenbremse bekannt, bei der eine Bremsung durch die Wirkung eines unter Druck stehendes Fluids, welches in eine Kammer 48 eingespeist wird und das gegen einen Bremskolben 38-44 drückt, welcher seinerseits ein bewegliches Glied 60 gegen den Stapel aus Bremsscheiben und Bremsbelägen drückt, bewirkt wird. Die Bremswirkung wird aufgehoben, indem ein in einer Kammer 92 beweglicher druckbeaufschlagter zweiter Kolben 86 von dem Stapel aus Bremsscheiben gegen die Kraft einer Vorspannungsfeder 98 wegbewegt wird (siehe dort die Fig. 2). Die den Stapel aus Bremsscheiben und Bremsbelägen enthaltende Kammer ist getrennt von der Kammer, die den die Bremswirkung verursachenden Kolben enthält und die den Kolben zur Aufhebung der Bremswirkung enthaltende Kammer ist ebenfalls von der die Bremsscheibe und die Bremsbeläge enthaltenden Kammer getrennt. In der GB 20 87 014 A gibt es keinen Hinweis auf eine federspeicherbetätigte und hydraulisch gelöste Naß-Lamellen-Bremse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine mittels eines Fluids lösbare Federspeicher-Scheibenbremse mit einfachem Aufbau anzugeben, so daß die Ansprechzeit der Einrichtung sowohl beim Bremsen als auch beim Lösen der Bremse reduziert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Scheibenbremse durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 12 kennzeichnen jeweils vorteilhafte Ausbildungen davon.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutet, so daß die Erfindung besser verständlich und ihre möglichen Ausgestaltungen sowie die durch sie erzielbaren Vorteile deutlicher werden.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt im Gegenteil alle Varanten, welche für diese Ausführungsformen möglich sind, ohne den Rahmen und Geist der Erfindung zu verlassen.

Fig. 1 teilweise in schematischer Darstellung und teilweise in einem Axialschnitt eine Bremsanlage mit einer Federspeicher-Scheibenbremse nach der Erfindung und

Fig. 2 bis 6 Axialschnitte ähnlich dem in Fig. 1 durch verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Scheibenbremse.

Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Bremsanordnungen sind dazu bestimmt, eine Welle 1 abzubremsen, die in einem Gestell 2 um eine Achse 3 drehbar gelagert ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Gestell 2 von dem Block eines Hydraulikmotors gebildet, und es ist die Welle 1 eine Verlängerung der Welle dieses Motors.

Das Gehäuse 4 der Scheibenbremse weist eine ebene Fläche 5 auf, die an einer ebenen Querfläche 6 des Gestelles 2 anliegt. Das Gehäuse 4 ist mit dem Gestell 2 durch Schrauben 7 fest verbunden. Ein Dichtungsring 8, der in eine Nut des Gestelles eingelegt ist und an die Fläche 5 des Gehäuses 4 angepreßt wird, gewährleistet die Dichtigkeit der Anordnung in der Montageebene 9 zwischen Gestell und Gehäuse.

Bei allen sechs Ausführungsformen ist das Gehäuse 4 hohl und entweder durch einen Deckel 10 (Fig. 1 bis 3 und 6) oder durch den Deckel 10 und eine zugeordnete elastische Ringscheibe 46, 47 (Fig. 4 und 5) abgeschlossen. Es umgibt demnach das Gehäuse eine abgeschlossene Kammer 11, in der sich Bremsscheiben 12, die mit der Welle 1 drehfest verbunden sind, sowie Bremsbeläge 13 befinden, die mit der Innenwand des Gehäuses drehfest verbunden sind. Es ist jeweils ein Bremsbelag zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bremsscheiben angeordnet, und es beginnt in bekannter Weise die axiale Folge von Bremsscheiben und -belägen an einem Ende mit einem Bremsbelag 13, wie sie auch am anderen Ende des Stapels mit einem Bremsbelag 13 endet.

Ein ringförmiger Vorsprung 14 des Deckels 10 steht dem Bremsbelag 13 an einem Ende des genannten Stapels gegenüber und liegt daran an. Es ist zu beachten, daß bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2, 4 und 6 der Deckel 10 mit seinem Rand 15 axial verschiebbar in eine Ausdrehung 16 mit der Achse 3 eingreift, die sich an dem Ende des Gehäuses 4 befindet, welches der Fläche 5 abgewandt ist. Zwischen der Fläche der Ausdrehung 16 und dem Rand 15 des Deckels ist eine das Verschieben des Deckels zulassende Dichtung 17 angeordnet.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 wird eine als Tellerfeder ausgebildete Druckfeder 18 an der Außenseite 19 des Deckels 10 durch einen Halterig 20 in Anlage gehalten, der in eine Nut 21 lösbar eingesetzt ist, die ihrerseits am Ende des Gehäuses angebracht ist. Die Druckfeder 18 bewirkt ein Unterdrücken jeglichen Spieles zwischen den Bremsscheiben 12 und den Bremsbelägen 13, die in Anlage gehalten werden, so daß die Welle 1 gegenüber dem Gehäuse 4 und damit auch gegenüber dem Gestell 2 immobilisiert wird.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 6 durchdringt die Welle 1 eine zentrale Öffnung 22, mit welche der Deckel 10 versehen ist, unter Zwischenschaltung einer eine Drehung zulassenden Dichtung 23.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durchdringt die Welle 1 ebenfalls eine zentrale Öffnung 37 des Deckels 10, jedoch unter Freilassung eines großen Ringraumes 38, so daß im Bereich der Öffnung 37 keine Dichtung zwischen dem Deckel 10 und der Welle 1 angeordnet werden kann. Stattdessen ist auf der Welle 1 ein Ring 39 in Axialrichtung durch einen Sprengring 40 festgelegt, der in eine Nut 41 der Welle eingesetzt ist. Eine elastische Ringscheibe 46, beispielsweise eine Tellerfeder findet Anlage an einem in eine Nut 43 der Welle 1 eingesetzten Ring 42 am Deckel 10, um ihn an die Bremsbeläge 13 anzudrücken, und zwei O-Ringen zur Abdichtung, von denen der eine O-Ring 44 zwischen ihr selbst, dem Ring 39 und der Welle 1 und der andere O-Ring 45 zwischen ihr selbst und dem Deckel 10 angeordnet ist.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2, 3 und 5 bildet der Deckel 10 einen vollständigen Schirm, den die Welle 1 nicht durchdringt. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 verschließt der Deckel die Öffnung des Gehäuses 4 vollständig. Dagegen nimmt der Deckel 10 bei der Ausführungsform nach Fig. 5 nur den zentralen Teil dieser Öffnung ein, während der Rest durch eine elastische Ringscheibe 47 verschlossen wird, welche den Deckel an den Bremsbelägen 13 in Anlage hält. Zu diesem Zweck stützt sich die elastische Ringscheibe 47 an einem Ring 48 ab, der in eine Nut 49 im Bereich der Gehäuseöffnung eingesetzt ist. Zwei Dichtungen 50 und 51 sind zwischen der Ringscheibe 47 und einerseits dem Gehäuse 4 (Dichtung 50) und andererseits dem Deckel 10 (Dichtung 51) angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 durchsetzt die Welle 1 den Deckel 10, der gegenüber der Welle durch eine Dichtung 23 abgedichtet ist, und es stützt sich die elastische Ringscheibe 58 an einem Ring 52 ab, der in eine Nut 53 der Welle 1 eingesetzt ist, um den Deckel 10 gegen die Bremsbeläge 13 zu drücken, ohne daß es notwendig wäre, irgendeine Dichtung zwischen der Ringscheibe 58 und den anderen Teilen vorzusehen.

In allen Fällen durchsetzt die Welle 1 das Gestell 2 und ist diesem gegenüber durch eine Dichtung 24 abgedichtet, die eine Drehbewegung zuläßt. Daher ist die Kammer 11 gegenüber dem Äußeren vollständig abgeschlossen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2, 3 und 5 mündet ein Anschluß 25 in einem peripheren Raum 26 des Gehäuses und gestattet es, bei Bedarf die Kammer 11 an eine Pumpe 27 anzuschließen. Der periphere Raum 26 und die Kammer 11 stehen in ständiger Verbindung miteinander und bilden daher tatsächlich Abschnitte derselben Kammer.

Die Saugleitung 35 der Pumpe 27 führt zu einem Behälter 28 in dem sich eine drucklose Flüssigkeit befindet. Die Förderleitung 29 der Pumpe führt zu einem Verteiler 30. Eine Leitung 31 verbindet den Verteiler 30 mit dem Behälter 28, während eine andere Leitung 32, in der sich ein Überdruckventil 33 befindet, die Druckleitung der Pumpe mit dem Behälter 28 verbindet. Endlich verbindet eine Leitung 34 den Verteiler 30 mit dem Anschluß 25.

Der Verteiler 30 hat drei Stellungen. Von diesen drei Stellungen entspricht

• - die erste Stellung einer Verbindung der Leitungen 29 und 34 sowie einer Absperrung der Leitung 31,
• - die zweite Stellung einer Verbindung der Leitung 29 und 31 und einer Absperrung der Leitung 34 und
• - die dritte Stellung einer Verbindung der Leitung 29, 31 und 34.

Die Einrichtung zum Zuführen eines Fluids unter Druck mit der Pumpe 27, dem Behälter 28 und dem Verteiler 30 ist, wenn auch nicht dargestellt, in identischer Form auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 6 vorhanden. Der einzige Unterschied besteht in der Tatsache, daß die Leitung 34 an eine Leitung 54 angeschlossen ist, welche in die Welle 1 selbst eingearbeitet ist und unmittelbar in der Kammer 11 mündet (bei der Ausführungsform nach Fig. 4 in der Zone 38 der Kammer 11).

Der Deckel 10 der Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2, 4, 5 und 6 ist starr, im wesentlichen undeformierbar und es liegt der ringförmige Vorsprung 14 an einem der Bremsbeläge 13 nur unter der Kraft der elastischen Ringscheibe (18, 46, 47) an.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 hat der Deckel 10 eine eigene axiale Elastizität und bildet infolgedessen selbst die Speicherfeder, die dazu dient, den Vorsprung 14 des Deckels an einen der Bremsbeläge 13 anzulegen. Demgemäß ist es hier nicht erforderlich, eine getrennte Feder 18 vorzusehen. Es versteht sich jedoch, daß auch hier am Gehäuse ein Widerlager für das elastische Speicherglied vorgesehen werden muß, also am Umfang 15 des Deckels 10. Der in die Nut 21 eingesetzte, lösbare Haltering 20 bildet dieses Widerlager. Es ist weiterhin beachtenswert, daß der Rand 15 des Deckels 10 nicht mehr gegenüber dem Gehäuse verschiebbar sein muß, so daß am Ende des Gehäuses keine Ausdrehung oder Bohrung mit hoher Oberflächengüte vorhanden zu sein braucht. Dagegen ist eine auf Druck beanspruchbare Dichtung 36 zwischen dem Gehäuse 4 und dem Umfang 15 des Deckels 10 angeordnet.

Es sei endlich noch bemerkt, daß bei den dargestellten Ausführungsformen das Gehäuse 4 ein besonderes Bauteil ist, daß mit dem Gestell 2 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 8 verbunden ist. Stattdessen könnte natürlich auch das Gehäuse mit dem Gestell einteilig ausgebildet sein.

Nunmehr sollen die Vorteile der vorstehend beschriebenen Anordnung behandelt werden.

Zunächst sorgt die ständige Verbindung zwischen der Kammer 11 und dem Raum 26 bzw. deren Vereinigung zu einer einzigen Kammer dafür, daß das Bremslösefluid, das von der Pumpe 27 zugeführt wird, wenn der Verteiler 30 seine erste Stellung einnimmt, auf die gesamte Oberfläche des Deckels 10 (Fig. 1, 2, 3 und 6) oder auf die durch die Oberfläche der elastischen Ringscheibe ergänzte Oberfläche des Deckels 10 (Fig. 4 und 5) wirkt, welche Oberfläche bedeutend größer ist als die Querschnittsfläche des Bremslösekolbens bei den vorbekannten Scheibenbremsen.

Es ist nun möglich, zum Lösen der Bremse entweder den gleichen oder aber einen geringeren als den bisher verwendeten Druck einzusetzen. Wenn der gewählte Druck der gleiche ist wie früher, ist die zum Lösen der Bremse zur Verfügung stehende Kraft größer als früher, so daß die Anwendung einer Feder (18, 46, 47) möglich ist, deren Spannkraft größer ist als diejenige der bisher verwendeten Federn. In diesem Fall ist die Brennkraft verbessert (größer als bisher möglich). Es ist jedoch auch möglich, unter Beibehaltung der gleichen Bremskraft und demgemäß auch der gleichen Kraft zum Lösen der Bremse wie bisher, einen Bremslösedruck zu verwenden ist, der kleiner ist als der bisher benutzte Druck, was ebenfalls manchmal von Interesse ist.

Der vorstehend beschriebene Vorteil wird schon dann erzielt, wenn der Deckel von der Welle 1 durchsetzt wird (Fig. 1, 4, 6). Offensichtlich ist dieser Vorteil noch bedeutender, wenn der Deckel 10 nicht von der Welle durchsetzt wird (Fig. 2, 3, 5) und dann die vollständige Querschnittsfläche als Oberfläche des Bremslösekolben zur Verfügung steht.

Zu beachten ist auch, daß die Kammer 11 von den Einrichtungen, die im Gestell 2 vorhanden sind, durch die Dichtung 24 isoliert ist. Daher wird auf neuartige Weise verhindert, daß das Fluid (Öl), das sich in der Kammer 11 befindet und in dem Teilchen suspendiert sein können, die von dem Abrieb der Bremsbeläge und/oder Bremsscheibe herrühren den im Gestell 2 angeordneten Mechanismus verunreinigen kann. Diese Trennung ist von ganz besonderem Interesse, wenn es sich um das Gestell eines Hydraulikmotors handelt, dessen Funktion eine mögliche Verunreinigung nur schlecht verträgt. Im übrigen können die Fluide, welche zum Betrieb der Bremse und des Motors verwendet werden, voneinander getrennt und verschieden sein, so daß jedes Fluid der entsprechenden Funktion optimal angepaßt sein kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 3, bei welcher der Deckel 10 gleichzeitig die Funktion der Speicherfeder hat, ist wegen ihrer Einfachheit besonders vorteilhaft.

Endlich ist noch zu beachten, daß die Verschiebung des Deckels 10 beim Lösen der Bremse ohne Gegendruck erfolgt, weil die Außenfläche 19 des Deckels 10 lediglich der freien Atmosphäre ausgesetzt ist. Es ist nicht erforderlich, der Kammer 11 ein Volumen Öl zuzuführen oder daraus abzuführen, das dem vom Bremslösekolben während seines Arbeitshubes verdrängten Volumen gleich ist, was dazu beiträgt, die Ansprechzeit der Einrichtung sowohl beim Bremsen als auch beim Lösen der Bremse zu reduzieren.

Die Funktion der Bremse ist im übrigen vollkommen unabhängig von der Funktion der Einrichtung, an der die Bremse angebracht ist.

Claims (13)

1. Federspeicher-Scheibenbremse, die mittels eines Fluids lösbar ist, zum Abbremsen der relativen Drehbewegungen zwischen einer Welle (1), die in einem Gestell (2) um eine Achse (3) drehbar gelagert ist, und dem Gestell (2), mit

• - einem Gehäuse (4), welches innerhalb einer Kammer (11) einen Stapel von axial angeordneten und abwechselnd einander gegenüberstehenden Bremsscheiben (12) und Bremsbelägen (13) enthält,
• - elastischen und dauernd wirksamen Speichergliedern (18; 46; 47), welche über einen axial verschiebbaren ringförmigen Vorsprung (14) eines Deckels (10) auf den Stapel aus Bremsscheiben (12) und Bremsbelägen (13) zum Abbremsen einwirken und die Bremsbeläge an die Bremsscheiben drücken und
• - einem Bremslösezylinder, welcher durch den Deckel, (10; 10 und 46; 10 und 47) von dem wenigstens ein Abschnitt als Kolben ausgebildet ist, abgeschlossen ist,
• - wobei die Kammer von einem von einer Quelle eingespeisten Fluid unter Druck gesetzt wird, welcher Druck den elastischen, dauern wirksamen Speichergliedern (18; 46; 47) entgegenwirkt, um die Bremswirkung aufzuheben,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (11) dauernd mit dem Bremslösezylinder in Verbindung steht und abgeschlossen ist, daß der Deckel (10; 10 und 46; 10 und 47) gegenüber dem Gehäuse (4) gleitbeweglich ist oder eine eigene axiale Elastizität im Bereich des ringförmigen Vorsprungs (14) hat und gegen das Gehäuse (4) durch eine Abdichtung (17; 36; 15) abgedichtet befestigt ist, und daß zwischen der Welle (1) und der das Gestell (2) und das Gehäuse (4) umfassenden Baugruppe eine eine Drehbewegung zulassende Dichtung (24) angeordnet ist.

2. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß das Gehäuse (4) an einem Ende eine Ausdehnung (16) aufweist, in der wenigstens ein Abschnitt (5) des Deckels (10) in Axialrichtung verschiebbar und zugleich dicht gelagert ist.

3. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (10) starr ausgebildet ist und die elastischen Speicherglieder (18; 46; 47) vom Deckel verschieden sind.

4. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) den Deckel (10) durchdringt, die elastischen Speicherglieder (46; 58) zwischen dem Körper und dem Deckel angeordnet sind und zwischen dem Deckel (10) und der Ausdrehung (16) eine Dichtung angeordnet ist, welche eine relative Drehbewegung von Deckel (10) und Gehäuse (4) zuläßt.

5. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (1) und dem Deckel (10) ein Durchlaß besteht, die elastischen Speicherglieder wenigstens eine elastische Ringscheibe (46) aufweisen, die mittels Dichtungen (44, 45) sowohl gegenüber der Welle (1) als auch gegenüber dem Deckel (10) abgedichtet ist.

6. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (1) und dem Deckel (10) eine Dichtung (23) angeordnet ist.

7. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Speicherglieder (18, 47) zwischen dem Gehäuse (4) und dem Deckel (10) angeordnet sind.

8. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (10) einteilig ausgebildet ist und einen von Unterbrechungen oder Durchlässen freien Gehäuseabschluß bildet.

9. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mehrteilig ausgebildet ist und ein zentrales Druckstück (10) sowie eine elastische Ringscheibe (47) umfaßt, die einerseits gegenüber dem Druckstück (10) und andererseits gegenüber dem Gehäuse (4) mittels Dichtungen (51, 58) abgedichtet ist.

10. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) den Deckel (10) durchdringt und zwischen Welle (1) und Deckel (10) eine Dichtung (23) angeordnet ist, welche eine relative Drehbewegung von Deckel und Gehäuse zuläßt.

11. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (10) in Axialrichtung elastisch und daher sein mittlerer Abschnitt (14) gegenüber seinem Umfangsabschnitt (15) beweglich ist und daß der Deckel mit seinem Umfangsabschnitt (15) am Gehäuse (4) abgestützt und gehalten ist, insbesondere durch einen in eine Nut (21) des Gehäuses (4) eingreifenden Sprengring.

12. Federspeicher-Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Speicherglieder unmittelbar vom Deckel (10) selbst gebildet werden.