DE839159C - Hydraulisch-mechanische Bremse, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Hydraulisch-mechanische Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung 1>ezielit sich auf eine hydraulischmechanische Bremse, ittsbesotidere für Kraftfahrzeuge, und besteht im wesentlichen darin, daß die Bremse als Exzenterpumpe mit verstellbarer Exzentrizität ausgebildet ist, wobei der eine Umfangsteil als Saugseite und der andere Umfangsteil als Druckseite wirkt, so daß eine ,von -der Exzentrizität alih:ingige resultierende radiale Druckkraft entsteht, welche als Bremskraft ausgenutzt wird. Eine solche 13renise ermöglicht insbesondere ein weiches, progressives und wirksames Bremsen und gibt ferner die Möglichkeit, die bei der Bremsung anfallende 13remswärtne in zweckmäßiger Weise, z. B. für 1-leizzwecke, nutzbar zu machen, Die Bremse ist vor allein für schwere Fahrzeuge, für Omnibusse od. dgl. von besonderem Vorteil. Zum Ausgleich einseitiger Bremskräfte werden zweckmäßig je zwei Exzenterpumpen.mit entgegengesetzter Exzent,rizität und dadurch entgegengesetzt wirkender resultierender Druckkraft vorgesehen, so da'B sich die Druckkräfte in radialer Richtung gegenseitig ganz oder zu einem wesentlichen Teile aufheben. 'Besonders vorteilhaft ist ein Bremsaggregat mit mindestens vier axial nebeneinander angeordneten Exzenterpumpen, welche derart verstellt werden, @daß die Exzentrizität der mittleren Exzenterpum.pen jeweils entgegengesetzt derjenigen der beiden äußeren Exzent@erpumpen ist. Hierdurch kann erreicht werden, daß ähnlich wie bei einer Mehrzvlinderkolbenmaschine sowohl alle Kräfte als auch alle auf die Welle wirkenden Biegungsmomente, welche infolge der einseitigen Wirkung der Druckkräfte sowie von Massenkräften auftreten, praktisch ausgeglichen werden können.
• Zur Erzeugung der Bremskraft dienen beispielsweise radiale Kolben, welche den Pumpendruck auf einen äußeren Exzenterring übertragen, welcher ihn seinerseits auf ein nicht umlaufendes, mit dem Exzenterring verstellbares Bremsglied weiter überträgt. Die Pumpenkolben können hierbei in an sich bekannter Weise als in radialen Zylinderführungen geführte, unter Fliehkraft stehende Kugeln ausgebildet sein, welche sich gegen den äußeren Exzenterring anlegen, an dem sie bei betätigter Bremse, d. h. bei eingestellter Exzentrizität, unter Pumpwirkung nach Art eines Kugellagers ablaufen. Der Exzenterring ist ferner vorteilhaft mit Spiel, z. B. losem Laufspiel, im nicht mit umlaufenden Bremsglied gelagert, so daß bei gelöster Bremse, d. h. bei zentrischer Einstellung des Exzenterringes, dieser freischwebend von den Pumpenkolben, insbesondere Kugeln, getragen wird. Zweckmäßig ist auch der zwischen .dem inneren feststehenden Steuerschieber und dem äußeren Bremsglied umlaufende Pumpenkörper mit der abzubremsenden Welle radial lose gekuppelt, so daß er sich zwangfrei zwischen dem Steuerschieber und dem Bremsglied einstellen kann.
• Hierdurch wird :der Vorteil erzielt, daß bei gelöster Bremse praktisch keinerlei Reibung in der Bremse auftritt. Es kann dadurch normalerweise ein praktisch vollständig vierlustloser Betrieb der Bremse ohne Reibung, Geräusche oder freie Massenkräfte erzielt werden. Der in diesem Fall zentrisch eingestellte Exzenterring läuft hierbei, z. B. zwischen ölfilmen, ausgewuchtet und freischwebend nach Art eines Kugellageraußenringes.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Aüsführungsbeispieles zu entnehmen.,Hierbei zeigt Fig. i einen axialen Längsschnitt durch das Bremsaggregat nach Linie A-B der Fig. 2, Fing. 2 einen Querschnitt durch das Bremsaggregat nach Linie C-D der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie E-F der Fig. 2 und Fig. 4 ein Schaltschema der Bremse für die beispielsweise Nutzbarmachung der bei der Bremsung entstehenden Wärme.
• In der Zeichnung ist i die abzubremsende Welle, z. @13. das verlängerte Ende der Wechselgetriebehauptwelle, ,von welcher der Antrieb über ein bei 2. angedeutetes Kupplungsstück, z. B. auf die Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, ,weitergeleitet wird. Die Welle i ist in dem zweiteiligen Gehäuse 3,, 4 in den beiden Kugellagern 5 und 6 gelagert. Am hinteren deckelartigen Gehäuseteil 4 ist konzentrisch zur Welle i und mit radialem Spiel zu dieser cin Steuerschieber 7 angeflanscht, welcher an eine Saugleitung 8 und an eine Druckleitung 9 angeschlossen ist. Auf der äußeren zylindrischen Ringfläche dieses Steuerschiebers ist der Pumpenkörper io gelagert, welcher die Zylinder i i von vier nebeneinanderliegenden Exzeriterpumpen I, 1I, III und VI enthält.
• Für jede dieser Exzenterpumpen sind in dem Ausführungsbeispiel, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, zehn sternförmig angeordnete Zylinder vorgesehen, so daß die Bremse insgesamt mit 40 Pumpenzylin-.dern arbeitet. Als Pumpenkolben dienen Kugeln. 12, ,welche in die Zylinder i i derart dicht eingepaßt sind., daß sie in den Zylinderflächen möglichst reibungslos gleiten können, gleichzeitig aber eine genügende Abdichtung zwischen Druckseite und Saugseite der Pumpe gewährleisten. Die Zylinder i i benachbarter Exzenterpumpen sind zweckmäßig in Umfangrichtung zueinander versetzt, so daß die Kugeln ,i2 der jeweils in der Reihe folgenden Pumpe zwischen den Kugeln der vorhergehenden Pumpe sich befinden.
• Der Pumpenkörper io ist auf der vorderen Seite des Aggregates mit der Welle i durch eine Scheibe 13 mittels Klauen 14 gekuppelt, derart, daß der. Pumpenkörper als Ganzes zusammen mit der Welle i umläuft, sich hierbei aber in radialer Richtung mit Bezug auf die Welle i frei einstellen kann.
• Die Kugelre i2 stützen sich gegen die Exzenterringe 15 ab, auf denen sie unter der Wirkung der Fliehkraft wie die Kugeln eines Kugellagers auf dessen Außenring ablaufen. Die vier Exzentetringe 15 werden jeweils von einem als Bremsbackenring ausgebildeten äußeren Bremsglied 16 umschlossen. Diese vier Bremsbackenringe sind auf einer Seite des Gehäuses auf einem gemeinsamen Zapfen 17 gelagert und können durch Exzenter 18 bzw. i9 einer gemeinsamen Exzenterwelle 210 um den Lagerzapfen 17 zur Erzielung der für die Bremsung erforderlichen Exzentrizität entsprechend dem Winkel a verschwenkt werden.
• Das Verschwenken der Exzenterwelle 2o zur Änderung des die Exzentrizität bestimmenden Winkels a erfolgt .durch eine auf der Welle 2o befestigte Schwinge 21, an deren beiden Enden die Kolbenstangen 22 und 23 der in den Zylindern 24 und 25 gleitenden Kolben 26 und 27 angelenkt sind. Die Zylinder 24 und 25 sind in das Bremsgehäuse 3 eingesetzt und können vom Fahrersitz aus wechselweise durch ein hydraulisches Druckmittel verschoben werden.
• Im Steuerschieber 7 sind längs verlaufende Saugkänäle 28 und 29, welche mit der Saugleitung 8 in Verbindung stehen, sowie Druckkanäle 30, 31 gebohrt, die an die Druckleitung 9 angeschlossen sind. Ferner sind am Umfang es Steuerschiebers 71 im Bereiche einer jeden Exzenterpumpe Nuten 32 bzw. 33 eingearbeitet, welche sich jeweils nahezu um den halben Umfang des Steuerschiebers erstrecken, und zwar derart, daß sie im wesentlichen symmetrisch zu einer durch die Achsen der Wellen 17 und 20 gehenden Geraden liegen. Es sind verbunden: Die Nuten 32 der Exzenterpumpenl und IV mit den Saugkanälen 28, .die Nuten 32 der Exzenterpumpen 1I und 111 mit den Druckkanälen 30, die Nuten 33 der Exzenterpumpen I und IV mit den. Druckkanälen 31 und die Nuten 313 der Exzen.terpumpen II und IV mit den Saugkanälen 29.
• Die die Bremse bildenden .vier Exzenterpumpen arbeiten in folgender Weise: Entsprechend Fig. 2 sei .die Bremse auf höchste Bremsleistung, d. h. größte 'Exzentrizität a eingestellt. Durch die Exzenter 18 sind die Brenisbackenringe 1(6 der Exzenterpumpen I und IV im Uhrzeigersinn um den Lagerzapfen 17, die Exzenter i9 der Exzenterpumpen 1I urid 111 in entgegengesetztem Sinne verschwenkt. Dreht sich die Welle i und mit ihr der Ptitnllenikörlwr io in Pfeilrichtung x, so saugen die. Kugeln 12, der F.xzetiterpumpen I und IV im Bereiche der Nuten 32 die Bremsflüssigkeit aus der Saugleitung 8 über die Sangkanäle 28 an und drücken sie auf der Gegenseite der Pumpe im Bereiche der Nuten 33 über die Druckkanäle 21 in die Druckleitung 9. Umgekehrt wirken die Nuten 33 der 1?xzenterpumpen 1I und III als Saugnuten und die Nuten 32 dieser Pumpen als Drucknoten, indem sie die Flüssigkeit aus der Saugleitung 8 durch die Kanäle 29 ansaugen und über die Kanäle 30 in den Druckkanal 9 -,veiterfördern, l)urcli diese entgegengesetzte Exzentrizität der Pumpen I, IV einerseits und der Pumpen II, III andererseits wird ein vollkommener Kräfte- und .Nlonientenausgleich innerhalb des Aggregates erzielt, indem sich nicht nur die radialen Kräfte, soliclern auch die uin eine Querachse der Welle i wirkenden Momente gegenseitig aufheben, und zwar wird der Ausgleich sowohl mit Bezug auf die hy(Iraulisclieti Druckkräfte als auch mit Bezug auf die infolge der verschieden großen wirksamen Radien verschieden starken Fliehkräfte der Kugeln 12 erreicht.
• Wie Fig. 4 zeigt, wird die von den Pumpen geförderte Flüssigkeit über die Leitung 9 einem 1)ruckregel,vetiti134 zugeleitet, welches unter der Wirkung einer einstellbaren, verhältnismäßig starken Regelfeder steht und den Durchtritt der Flüssigkeit freigibt, sobald der durch die Feder eingestellte Druck überschritten wird. Di,e Flüssigkeit wird alsdann über eine Leitung 35 einem Wärmetauscher 36 zugeführt, wo sie die ihin durch die Bremsarbeit mitgeteilte Wärnie an ein Heizmittel, z. B. das hierfür ver,weildete, bei 37 zu- und bei 38 abstrfimencle Kühlwasser der Maschine, abgibt. Die auf diese Weise gekühlte Bremsflüssigkeit fließt alsdann über eine Leitung 3,9 zur Saugleitung 8 sowie zur Bremse zurück. Um ein ständig gefülltes Unilaufsvstem zu gewährleisten und Leckverluste auszugleichen, ist eine Öl- oder Zubringerpumpe 40 vorgesehen, welche das ini Gehäuse 3 bis zu einem lx#stilntnten 0lspieg@el41 stehende 01 Über eine im untersten Teil des Gehäuses angeordnete, von einem Filter 42 umgebene Saugleitung 43 ansaugt und über cilie Zubringerleitung 44 in die Saugleitung8 der- 13reinse ff>rdert. Damit auch bei stillstehender oder langsam laufender Welle i die Kugeln 12 gegen die Exzetiterringe 15 .gedrückt werden, ist ferner Vorsorge dafür getroffen, daß innerhalb des Breinssystenis ein gewisser Mindestdruck aufrecht= erlialteil wird. Diesem Zweck dient ein Überlaufverltil .15, welches zur Aufredliterhaltung dieser 1\liridestdrtickcliffereliz zwischen der Saugleitung& und (lein Innern des Gehäuses dient. Wird dieser Druck überschritten, so öffnet sich das Venti145, und die überschüssige Flüssigkeit kann in das GeliiitIse 3 ausfließen. Der ,\titrieli der Pumpe 40 erfolgt z. B. zweckmäßig durch die Antriebsscheibe 13 für den Pumpenkörper, welcher zu diesem Zweck mit einer Verzahnung 46 verbunden sein kann, durch die die Pumpenwelle 47 angetrieben wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hydraulisch-mechanische iBremse, insbesondere für 'Kraftfahrzeuge, dadurch gekenn, z,:ichnet, daß die Bremse als Exzenterpumpe mit ,verstellbarer Exzentrizität ausgebildet ist, wo-,bei der eine Umfängsteif als Saugseite und der andere Umfangsteil der Pumpe als Druckseite wirkt, so daß eine von der Exzentrizität abhängige resultierende radiale Druckkraft entsteht, welche als Bremskraft ausgenutzt wird. '2. Bremse nach Anspruch i, dadurch gekennr zeichnet, daß je zwei Exzenterpumpen mit entgegengesetzter Exzentrizität und dadurch entgegengesetzt wirkender resultierender Druckkraft vorgesehen sind, so daß sich die Druckkräfte in radialer Richtung gegenseitig ganz oder zu einem wesentlichen Teil aufheben. 3. Bremse nach Anspruch i@ und '2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Exzenterpumpen axial nebeneinander angeordnet sind, welche derart verstellt werden, daß die Exzenr trizität der mittleren Exzenterpumpen jeweils entgegengesetzt derjenigen der beiden äußeren Exzenterpumpen ist. @4. Bremse nach Anspruch r bis 3;, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpendruck durch radiale Kolben auf einen äußeren Exzenterring übertragen wird, welcher ihri auf ein nicht umlaufendes, mit dem Exzenterring verstellbares Bremsglied weiter überträgt. 5. Bremse nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkolben in an sich bekannter Weise als in radialen Zylinderführungen geführte, unter der Fliehkraft stehende Kugeln ausgebildet sind, welche sich gegen den äußeren Exzenterring anlegen, an dem sie bei betätigter Bremse, d. h. bei eingestellter Exzentrizität unter Pumpwir!kung nach Art eines Kugellagers ablaufen, wobei zweckmäßig bei mehreren nebeneinander angeordneten Exzenterpumpen die Kugeln benachbarter Pumpen in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. 6. Bremse nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterring mit Spiel, z. B. losem Laufsitz, im nicht mit umlaufenden Bremsglied gelagert ist, so @daß bei gelöster Bremse, d. h. bei zentrischer Einstellung des Exzenterringes, dieser freischwebend von den Pumpenkolben., insbesondere Kugeln, getragen wird. 7. Bremse nach Anspruch i bis 6, dadurch. gekennzeichnet, daß der zwischen dem inneren feststehenden Steuerschieber und dem äußeren Bremsgliede umlaufende Pumpenkörper mit der abzubremsenden Welle radial lose gekuppelt ist, z. B. mittels einer auf einer Stirnseite der Pumpe bzw. des Pumpenaggregates angeordneten Klauenscheibe. B. Bremse nach Anspruch i his 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht mit umlaufende Bremsglied als zur Einstellung der Exzentrizität verschwenkbarer Bremsbackenring ausgebildet ist, welcher auf einer Seite der abzubremseiiden Welle parallel zu dieser gelagert und auf der gegenüberliegenden Seite, z. B. mittels Verstellexzenters, verschwenkt wird, und daß bei mehreren nebeinander angeordneten Exzenterpumpen diese zweckmäßig eine gemeinsame Lagerwelle und eine gemeinsame Verstellexzenterwelle besitzen. g. Bremse nach Anspruch i bis &, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse durch eine Hilfskraft, z. B. hydraulisch, betätigt wird, beispielsweise mittels zweier Pumpenkolben, welche eine auf der Verstellwelle des Bremsbackenringes angeordnete Schwinge wechselweise nach der einen oder anderen Drehrichtung verschwenken.. io. Bremse nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren nebeneinander angeordneten Exzenterpumpen mit einander entgegengesetzten Exzentrizitäten die Saugkanäle einerseits und Druckkanäle andererseits in einem feststehenden inneren Steuerschieber jeweils derart benachbart angeordnet sind, .daß sie ohne längere Kanäle zu einem gemeinsamen Saug-bzw. Druckkanal zusammengefaßt werden können. i i. Bremse nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die von der als Bremse wirkenden iPumpe geförderte Bremsflüssigkeit, z. B. öl, nach Durchfließen eines den Pumpen-und damit den Bremsdruck bestimmenden Druckregelventils im Kreislauf der Saugseite der Pumpe wieder zugeleitet wird. 12. Bremse nach Anspruch i bis i v, dadurch gekennzeichnet, d:aß die Bremsflüssigkeit der als Bremse wirkenden Pumpe unter einem Überdruck gegenüber dem außerhalb der Pumpe, z. B. innerhalb eines geschlossenen, mit der Flüssigkeit gefüllten Gehäuses, herrschenden Druck zugeführt wird, z. B. mittels einer die Flüssigkeit aus dem Gehäuse ansaugenden Zubringerpumpe, welche die Flüssigkeit gegen ein in .das Gehäuse bei Überschreiten des ivorgeschrieberren Überdruckes öffnendes Überdruckventil zu der als Bremse wirkenden Pumpe fördert. r3. Bremse nach Anspruch i bis i2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ,Pumpe geförderte Bremsflüssigkeit einem Wärmetauscher zur Nutzbarmachung der Bremswärme., z. B. für Heizzwecke, zugeführt wird. 14. Bremse nach Anspruch. i .bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als einheitliches Gehäuseaggregat ausgebildet ist, welches als Ganzes an ein anderes Aggregat, z. B. das Wechselgetri-ebe des Kraftfahrzeuges, angeflanscht werden kann.