DE4331281C1 - Hydraulisch betätigte Vollbelagscheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Vollbelagscheibenbremse, insbesondere für geländegängige Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hydraulisch betätigte Vollbelagscheibenbremsen an geländegängigen Kraftfahrzeugen unterliegen naturgemäß besonders hohen Beanspruchungen. Neben der sicheren Übertragung relativ großer Bremskräfte und -momente muß gleichzeitig die entstandene Reibungswärme abgeleitet werden, um eine thermische Überhitzung und damit eine etwaige Deformation des Bremsgehäuses zu verhindern. Daneben erwartet man von derartigen Bremsanlagen eine hohe Systemzuverlässigkeit unter zum Teil schwierigsten Einsatzbedingungen (Überwinden großer Steigungen, Fahrten auf sandigem Untergrund, Wasserdurchfahrten etc.). Wegen dieser erhöhten Beanspruchung ist eine regelmäßige Inspektion und Wartung der Bremsanlagen notwendig. Das setzt eine service- und wartungsfreundliche Gestaltung der Bremsanlage voraus, um anfallende Arbeiten auch unter den obengenannten Einsatzbedingungen mit einfachen Mitteln durchführen zu können.

Neben der Verwendung von Ringkolben zur hydraulischen Druckbeaufschlagung von Vollbelagscheibenbremsen (z. B. DE-PS 32 24 877) sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Druckübertragung über eine Anzahl von Radbremszylindern erfolgt. Die Verwendung mehrerer Einzelkolben stellt zwar einen höheren Fertigungsaufwand dar, bietet aber bei extremen Umgebungsbedingungen eine höhere Funktionssicherheit gegenüber dem Ringkolbensystem. Bekannte Anordnungen dieser Art zeigen die DE-OS 31 21 891 und die US-PS 3,584,717.

Bei einer Vollbelagscheibenbremse gemäß dieser US-PS 3,584,717, die auch im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzt ist, ist eine nach außen offene Bauart mit zwei Bremsringen vorgesehen, die drehfest mit der Radnabe verbunden sind. Zwischen diesen Bremsringen sind als Betätigungsmittel Radbremszylinder angeordnet, über die die Reibbeläge gegen die innenliegenden Ringflächen des jeweiligen Bremsringes zu verspannen sind. Die Radbremszylinder sind über den Umfang der Bremsringe gleichmäßig verteilt angeordnet und umfassen jeweils einen Kolben, der in einer entsprechenden Zylinderbohrung axial beweglich angeordnet ist.

Die Radbremszylinder bilden dabei jeweils eigenständige Einheiten, die in gleichmäßiger Verteilung in Durchgangsbohrungen eines zwischen den Bremsringen liegenden Hydraulikgehäuses angeordnet sind und die in Richtung auf die Bremsringe jeweils über gesonderte Deckel verschlossen sind. Über die Deckelschrauben, die als Durchgangsschrauben ausgebildet sind, werden auch die einzelnen Elemente des Hydraulikgehäuses axial zusammengehalten, da das Hydraulikgehäuse eine gebaute Einheit darstellt.

Den einzelnen, in dem Hydraulikgehäuse angeordneten Radbremszylindern wird jeweils eine eigenständige Hydraulikversorgung zugeordnet, wobei die Versorgung über radial außen liegende Anschlüsse erfolgt und jeweils Versorgungseinheiten für mehrere, zu einer in einem Sektor liegenden Baueinheit zusammengefaßte Radbremszylinder vorgesehen sind.

Diese Anordnung erfolgt mit der Zielsetzung, die einem Segment zugehörigen Radbremszylinder zwischen den Bremsringen ausschwenken zu können, um auf diesem Weg die Wartung und den Austausch der Bremsbeläge vornehmen zu können.

Der Gesamtaufbau einer solchen hydraulischen Vollbelagscheibenbremse ist schon durch die gebaute Form des Hydraulikgehäuses und die Art der hydraulischen Versorgung verhältnismäßig aufwendig.

Hier setzt die Erfindung an, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine solche Vollbelagscheibenbremse so auszugestalten, daß sie sich durch ihren einfachen Aufbau und eine dadurch erreichte hohe Systemzuverlässigkeit bei gleichzeitiger Wartungsfreundlichkeit auszeichnet.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Durch die Einteiligkeit des Hydraulikgehäuses und dessen Abschluß durch einen umlaufenden Verschlußdeckel ergibt sich eine einfache Gehäusekonstruktion mit wenig Dichtflächen und guten Montagemöglichkeiten. Zudem wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, alle Durchgangsbohrungen an eine Ringversorgung anzuschließen, die in einfacher Weise durch eine umlaufende, an dem Verschlußdeckel vorgesehene Nut gebildet sein kann, so daß gesonderte Anschlüsse und dadurch bedingte Dichtungen auch in der Hydraulikversorgung entfallen. Die Ausbildung der zwischen Kolben und Innenwandung der Durchgangsbohrung vorgesehenen Radialdichtringe als vorgespannte Dichtringe und ihre Anordnung in kreisförmigen Dichtringnuten, die kolbenausgangsseitig eine Fase aufiveisen, gibt bei entsprechender Elastizität des Dichtringwerkstoffes darüberhinaus die Möglichkeit, über die Dichtringe nicht nur zwischen Kolben und Durchgangsbohrung abzudichten, sondern gleichzeitig die Dichtringe auch als federnde Rückstellelemente einzusetzen, was den Gesamtaufbau weiter vereinfacht.

Insgesamt führt die Konstruktion zu einer einfachen, im wesentlichen aus drei Konstruktionsteilen bestehenden Anordnung, wobei die Minimierung der Teile sich auf die Zuverlässigkeit und die Montagemöglichkeiten vorteilhaft auswirkt und wobei durch die gemeinsame Versorgung der im Hydraulikgehäuse vorgesehenen, die Kolben aufnehmenden Durchgangsbohrungen zusätzlich zur Versorgung auch die Befüllung und die Belüftung der Anlage erleichtert werden. Dies wirkt sich auch im Servicebetrieb günstig aus.

Im Hinblick auf eine materialschonende Beanspruchung der gleichzeitig als Rückstellelement dienenden Radialdichtringe erweist es sich als zweckmäßig, den Nutgrund der Dichtringnut in Richtung des Verschlußdeckels bevorzugt mit einer Neigung in der Größenordnung von 7° gegenüber der Längsachse der Kolben geneigt auszubilden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben und nachfolgend beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Hydraulikgehäuse mit Verschlußdeckel in einer Draufsicht und in einer Schnittdarstellung

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Vollbelagscheiben­ bremse

Fig. 3 eine vergrößerte Einzelheit der Schnittdar­ stellung nach Fig. 1.

Die dargestellte Vollbelagscheibenbremse findet in einem zweiachsigen, allradgetriebenen Fahrzeug Verwendung.

Um die relativ großen Bremskräfte und -momente beim Abbremsen des schweren, geländegängigen Fahrzeuges zu ermöglichen, ist die Vollbelagscheibenbremse als offene Bauform ausgeführt. Damit kann die auftretende Reibungswärme spontan und ungehindert an die Umgebung abgegeben werden. Die offene Bauart birgt allerdings die Gefahr, daß es durch aufgewirbelten Schmutz der Fahrbahn oder durch verschleißfördernde Umgebungsbedingungen (Sand, Spritzwasser) zu Ablagerungen an Teilen der Bremsanlage kommt, insbesondere aggressive Medien wie Salzwasser, feinkörniger Sand oder Staub führen zu übermäßigem Verschleiß oder zum Ausfall des Bremssystems.

Um dem entgegenzuwirken, ist die Anordnung so ausgeführt, daß die zurückzulegenden Wege der axial beweglichen Kolben (6) weniger als 1 mm betragen. Damit ist eine Kolbenrückstellung nach ihrer Auslenkung durch die in der Dichtringnut (7), die kolbenausgangsseitig eine Fase (16) aufweist, unter einem Winkel α 7° zur Längsachse (Bohrungsmitte 14) der Kolben (6) bzw. Durchgangsbohrungen (2) angeordneten, vorgespannten Radialdichtringe (5) sicher möglich. Diese Radialdichtringe (5) dienen gleichzeitig der Abdichtung zwischen Durchgangsbohrung (2) und Kolben (6). Ein Eindringen von aufgewirbeltem Staub oder von Abrieb der Bremsbeläge in den Spalt zwischen Durchgangsbohrung (2) und Kolben (6) wird durch einen Staubschutzring (13) verhindert.

Im einteiligen Verschlußdeckel (3) sind stirnseitig drei kreisförmig umlaufende Nuten (4, 4a, 4i) zentrisch angeordnet. Über die am tiefsten Punkt der außenliegenden Nut (4a) angeordnete Befüllbohrung (8) erfolgt gleichmäßig aufsteigend das Befüllen des Hydraulikgehäuses mit Bremsflüssigkeit, ohne daß sich dabei Lufteinschlüsse bilden könnten. Die verdrängte Luft entweicht über die am höchsten Punkt des Gehäuses angeordnete Entlüftungsbohrung (9). Die axiale Verbindung von Hydraulikgehäuse (1) und Verschlußdeckel (3) mit gemeinsamer Längsmittelachse (15) erfolgt über eine Anzahl nicht näher dargestellter Verbindungsschrauben, die in den Zwischenräumen jeweils benachbarter Durchgangsbohrungen (2) angeordnet sind. Die Abdichtung zwischen Hydraulikgehäuse (1) und Verschlußdeckel (3) erfolgt über zwei ringförmige Dichtungen (10), die in umlaufenden Nuten des Verschlußdeckels (3) gehalten werden.

Bei Betätigung der Bremseinrichtung werden die einzelnen Kolben (6) über drei umlaufende Nuten (4) gleichförmig mit Druck beaufschlagt und ausgelenkt. Durch die Axialbewegung der Kolben (6) gegenüber dem Verschlußdeckel (3) werden die beiden Bremsbeläge (11) tragenden Bremsscheiben (12) gegeneinander verspannt und durch die auftretenden Reibungskräfte die kinetische Energie des Fahrzeuges in Wärmeenergie umgewandelt.

Claims (2)

1. Hydraulisch betätigte Vollbelagscheibenbremse, insbesondere für geländegängige Kraftfahrzeuge, mit einer auf einer starren Radachse gelagerten Radnabe, an der zwei mitlaufende Bremsringe drehfest angeordnet sind, mit einer Anzahl von Radbremszylindern, die über den Umfang der Bremsringe verteilt sind, und mit einem Hydraulikgehäuse, bei dem mehrere Durchgangsbohrungen gleichmäßig über dem Umfang verteilt angeordnet sind, wobei die Bohrungsmitten einen gleichen oder gestuften radialen Abstand zur Längsmittelachse des Hydraulikgehäuses aufweisen, parallel dazu verlaufen und der Winkelabstand der Bohrungsmitten gleich ist und wobei jeder Durchgangsbohrung ein axial beweglicher Kolben zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Hydraulikgehäuse (1) einteilig ausgeführt und stirnseitig mit einem umlaufenden Verschlußdeckel (3) gasdicht abgeschlossen ist, in dessen Stirnseite, die dem Hydraulikgehäuse (1) zugewandt ist, mindestens eine außenliegend umlaufende, durchgehende Nut (4) vorhanden ist,
• - daß die Nut (4) jeder Durchgangsbohrung (2) und dem jeweiligen Kolbenboden zugewandt ist,
• - daß jeder Kolben (6) durch mindestens einen vorgespannten Radialdichtring (5) gegenüber der Innenwandung der Durchgangsbohrung (2) gasdicht abgedichtet ist, und
• - daß der Radialdichtring (5) in einer umlaufenden, kreisförmigen Dichtringnut (7) angeordnet ist, die kolbenausgangsseitig eine Fase (16) aufweist, in die der elastische Dichtringwerkstoff bei axialer Auslenkung des Kolbens (6) gedrängt wird.

2. Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund der Dichtringnut (7) in Richtung des Verschlußdeckels (3) eine Neigung von 5° ⇐α⇐ 10° gegenüber der Längsachse des Kolbens (6) aufweist.