DE3740373A1 - Verzoegerungsvorrichtung fuer nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungsvorrich­ tung für Nutzfahrzeuge, d. h. eine Vorrichtung, die in der Lage ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf abschüssigen Wegen zu reduzieren, so daß die Benutzung der Betriebsbremsen vermieden oder wenigstens vermindert werden kann.

Derzeit benutzte Verzögerungsvorrichtungen sind im allgemeinen von hydraulischer oder elektromagnetischer Art. Erstere hat den Nachteil eines übermäßig hohen Gewichts (von der Größenordnung 300 kg), während letztere im Betrieb einen sehr hohen Stromverbrauch hat und es daher erforderlich macht, daß in den Fahrzeugen, in denen sie eingebaut ist, geeignete Batterien vorgesehen sind. Die Verzögerungsvorrich­ tungen beider Arten haben außerdem einen übermäßig hohen Platzbedarf.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Ver­ zögerungseinrichtung für Nutzfahrzeuge, welche in der Lage ist, die Nachteile der vorgenannten bekannten Vorrichtungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Verzögerungsvorrichtung für ein Nutzfahrzeug, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie

• - erste Reibmittel, die von einem feststehenden Aufbau des Fahrzeugs zu haltern sind,
• - zweite Reibmittel, welche durch einen beweglichen Abschnitt der Bewegungstransmission des Fahrzeugs zu haltern sind, und
• - Stellmittel, die so eingerichtet sind, daß sie die ersten Reibmittel in bezug auf die zweiten Reibmittel, oder umgekehrt, zwischen einer Ruhestellung, in welcher die ersten und zweiten Reibmittel keine wesentlichen Reibkräfte übertragen, und einer Arbeitsstellung, in welcher die ersten und zweiten Reibmittel Reibkräfte übertragen, die in der Lage sind, eine Geschwindigkeitsreduzierung des beweglichen Abschnitts der Bewegungstransmission und folglich eine Verzögerung des Fahrzeugs zu bestimmen, bewegen, umfaßt.

Die Erfindung wird nun anhand einer ein nicht ein­ schränkendes Beispiel darstellenden bevorzugten Ausfüh­ rungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, welche eine Schnittansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäß aufgebauten Verzögerungsvorrichtung zeigt.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 insgesamt eine Verzögerungsvorrichtung für ein Nutzfahr­ zeug. Die Vorrichtung 1 umfaßt im wesentlichen ein geeignet mit dem Getriebegehäuse 3 verbundenes Statorteil 2 und ein Rotorteil 4, welches geeignet zwischen Endflanschen 5 und 6 der Getriebeabtriebswelle 7 und der Transmissionswelle 8 zwischengelegt und dort befestigt ist. Im einzelnen umfaßt das Statorteil 2 im wesentlichen einen Ringflansch 11, welcher an einem entsprechenden Abschnitt 12 des Getriebege­ häuses 3 mittels einer Anzahl von Schraubbolzen 13 befestigt ist. Das Statorteil 2 ist außerdem mit einem zylindrischen Element 15 versehen, dessen eines Ende mit dem Flansch 11 verschweißt und dessen entgegengesetztes Ende mittels einer Anzahl von Schraubbolzen 17 mit einem Kopfflansch 16 verbunden ist.

Das Rotorteil 4 hat im wesentlichen einen becherförmigen Aufbau mit einem zwischen den Flanschen 5, 6 mittels einer Anzahl von Schraubbolzen 19 geklemmten Mittelabschnitt 18 und einer zylindrischen Seitenwand 20, deren eines Ende 21 sich an den Flansch 11 des Statorteils 2 erstreckt.

Zwischen der Wand 20 des Rotorteils 4 und einer entsprechenden Seitenwand 23 des zylindrischen Elements 15 ist eine Ringkammer 24 ausgebildet, deren Inneres eine Anzahl von ringförmigen Scheiben 25, 26, 27, 28, 29, 30 aufnimmt, die in einem Packen angeordnet sind. Im einzelnen sind die Scheiben 25, 26, 28 und 29 aus einem Kohlenstoffverbundstoff ausgebildet, während die Scheiben 27 und 30 von metallischer Art, vorzugsweise aus Stahl sind. Die Scheiben 26, 29 und 30 umfassen außerdem auf ihrer radial nach außen weisenden Seite Fortsätze 32, 33, 34, welche in einen (nicht gezeigten) zugehörigen Sitz eingreifen, der in der Seitenwand 23 des zylindrischen Elements 15 vorgesehen ist, so daß jene mit letzterem winkellagemäßig gekoppelt bleiben. Ebenso umfassen die Scheiben 26, 27 und 28, auf der nach innen weisenden Seite, radiale Fortsätze 36, 37, 38 , welche in einen (nicht gezeigten) entsprechenden Sitz eingreifen, der in der Wand 20 des Rotorteils 4 vorgesehen ist, so daß die Scheiben 26, 27 und 28 mit dem Rotorteil winkelmäßig gekoppelt sind.

Die Scheiben 27 und 30 umfassen radiale Durchgangsboh­ rungen 41, 42, welche auf der Innenseite der Wand 23 des zylindrischen Elements 15 vorgesehene Kanäle 43 mit auf der Außenseite der Seitenwand 20 des Rotorteils 4 vorgesehenen Kanälen 44 verbinden, damit ein gewisser Luftaustausch durch die Ringkammer 24 hindurch möglich ist. Dieser Luftaustausch wird ferner durch die Zufuhr von Druckluft aus dem Druck­ luftsystem des Fahrzeugs durch Rohre 45 begünstigt, die mit Verbindern 46 verbunden sind, die gleichförmig um den Ringflansch 11 des Stator­ teils 2 verteilt sind. Die Scheibe 27 besteht im wesentlichen aus zwei entgegengesetzt angeordneten kreisförmigen Platten, die miteinander durch eine Anzahl von Abstandsteilen 47 verbunden sind, welche die genannten Durchgangsbohrungen 41 definieren.

Im einzelnen sind die Abstandsteile 27 in geeigneter Weise, d. h. teilweise geneigt angeordnet, um eine maximale Strömung der über die Verbinder 46 zugführten Druckluft zu erleichtern. Der Strömungsweg, dem die Luft folgt, ist durch die Pfeile in der Zeichnung angegeben.

Schließlich haltert das zylindrische Element 15 mittels seines ringförmign Kopfflansches 16 Stellglieder 52 (die geeignet hydraulisch oder pneumatisch gespeist werden), von denen jedes mit einem Gleitkolben 53 versehen ist, der für ein Zusammenpressen des Packens aus den Scheiben 25, 26, 27, 28, 29, 30 eingerichtet ist, um so einen hohen Reibungsdruck zwichen den einander zugekehrten Oberflächen der durch das Statorteil 2 bzw. das Rotorteil 4 gehaltenen Carbonscheiben zu erzeugen. Zweckmäßigerweise sind die Stellglieder 52 äquidistant angeordnet und in einer Anzahl vorhanden, die ausreicht, den Axialdruck zu gewährleisten, der für ein korrektes Arbeiten der Verzögerungsvorrichtung 1 erforder­ lich ist.

Die Vorrichtung 1 arbeitet folgendermaßen. Bei Fehlen einer Speisung der Stellglieder 52 liegt keine Kompaktierung der in der Kammer 24 eingeschlossenen Scheiben vor. Folglich werden die Scheiben 26 und 28 (zusammen mit der dazwischen­ liegenden Scheibe 27) durch das Rotorteil 4 ohne wesentliche Wechselwirkung mit den Scheiben 25 und 29 gedreht. Das Fehlen einer gegenseitigen Beeinflussung zwischen den Rotor- und Statorscheiben könnte durch (nicht gezeigte) Federn gewähr­ leistet werden, welche mittels geeigneter mit den Stator- Metallscheiben verbundener Verbindungsstangen die wechsel­ seitige Lageanordnung zwischen den Stator- und Rotorscheiben definieren.

Bei Speisung der Stellglieder 52 bewegen sich die Kol­ ben 53 so, daß alle in der Kammer 24 enthaltenen Scheiben kompaktiert werden und so zwischen den Scheiben 25 und 26 und den Scheiben 28 und 29 eine Übertragung von Reibkräften erzeugt wird, welche zu einer folgenden Verminderung der Drehgeschwindigkeit der Wellen 7 und 8 und folglich einer Verlangsamung des Fahrzeugs führt.

Wenn die Stellglieder 52 in einer solchen Weise vorgesehen sind, daß sie ausgewählt die Lage der betreffen­ den Kolben 53 steuern, könnte ein geeigneter Wähler und für eine Bedienung durch den Fahrer geeignet in dem Fahrerhaus angeordnet sein, damit es diesem möglich ist, das Ver­ zögerungsmuster zu wählen.

Es ist anzumerken, daß bei der Kompaktierung der Scheiben die Stahlscheiben 27 und 30 nicht nur die Car­ bonscheiben haltern und eine korrekte Verteilung des durch die Stellelemente 52 (die geeignet gleichförmig um den gesamten Umfang herum verteilt sind) erzeugten Axialschubs erlauben, sondern auch die Reaktion der Keilverbindungen 32, 33, 34 und 36, 37, 38 auf das Stator- und Rotorteil absor­ bieren und eine Abführung der durch die Bremsreibung erzeugten Wärme mittels der Durchgangsbohrungen 41, 41 bzw. Kammern 43, 44 gestatten, die in dieser Funktion durch den "Ventilatoreffekt", der durch die Abstandsstücke 47 der Scheibe 27 bestimmt wird, und durch die Druckluftströmung unterstützt werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäß aufgebauten Ver­ zögerungsvorrichtung ergeben sich aus einer Untersuchung ihrer Eigenschaften. Zum einen ermöglicht die Verwendung von Carbonscheiben, von denen bekannt ist, daß sie die Fähigkeit haben, einer thermischen Überlast selbst für verhältnismäßig lange Zeitdauern wie solchen, für welche der Verzögerer eingesetzt würde (von der Größenordnung 30 bis 40 Sekun­ den), standzuhalten, eine Verzögerungsvorrichtung, die geringes Gewicht und geringe Gesamtabmessungen hat. Es liegt ferner auf der Hand, daß wegen des für die Gewinnung der Verzögerung verwendeten Prinzips, kein Erfordernis eines beträchtlichen Stromverbrauchs, wie er bei elektromagneti­ schen Verzögerern notwendig ist, mehr besteht.

Schließlich ist offensichtlich, daß Abwandlungen bei der beschriebenen Verzögerungsvorrichtung 1 möglich sind, ohne die Erfindung zu verlassen. So ist beispielsweise der vor­ geschlagene Aufbau kein einschränkender Faktor, noch die Anzahl der verwendeten Carbonscheiben, die geeignet erhöht oder vermindert werden kann.

Es ist auch offensichtlich, daß das Statorteil 2 durch irgendeine feststehende Struktur des Fahrzeugs gehaltert wer­ den könnte und daß gleichermaßen das Rotorteil 4 durch irgendeinen, Teil der Fahrzeugbewegungstransmission bildenden beweglichen Abschnitt gehaltert werden könnte. So könnte beispielsweise die Verzögerungsvorrichtung gemäß der Erfindung auch statt am Getriebeausgang mit geeigneten Modifikationen direkt auf der Transmission angebracht sein, indem sie zwischen zwei Abschnitten derselben angeordnet wird.

Claims (11)

1. Verzögerungsvorrichtung für ein Nutzfahrzeug, gekennzeichnet durch

• - erste Reibmittel (25, 29), welche von einem feststehen­ den Aufbau (3) des Fahrzeugs zu haltern sind,
• - zweite Reibmittel (26, 28), welche von einem beweglichen Teil (5, 6, 7, 8) der Bewegungstransmission des Fahrzeugs zu haltern sind, und
• - Stellmitteln (52), die so eingerichtet sind, daß sie die ersten Reibmittel (25, 29) in bezug auf die zweiten Reibmit­ tel (26, 28), oder umgekehrt, zwischen einer Ruhestellung, in welcher die ersten und zweiten Reibmittel (25, 29; 26, 28) keine wesentlichen Reibkräfte übertragen, und einer Ar­ beitsstellung, in welcher die ersten und zweiten Reibmittel (25, 29; 26, 28) Reibkräfte übertragen, die in der Lage sind, eine Geschwindigkeitsverminderung des beweglichen Teils (5, 6, 7, 8) der Bewegungstransmission und folglich eine Verzögerung des Fahrzeugs zu bestimmen, bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten und zweiten Reibmittel (25, 29; 26, 28) aus einem Werkstoff mit hoher Beständigkeit gegenüber einer thermischen Überlast ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Material im wesentlichen aus einem Carbonverbundstoff besteht.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Reibmittel (25, 29; 26, 28) einen Aufbau in Form ringförmiger Scheiben haben, die als Packen angeordnet und so eingerichtet sind, daß sie durch die Stellmittel (52) in axialer Richtung gegeneinander gedrückt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein Paar der die Reibmittel (26, 28) bildenden ringförmigen Scheiben umfaßt, zwischen welchen eine Träger-Metallscheibe (27) zwischengelegt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein Rotorteil (4) umfaßt, welches geeignet zwischen der Metallscheibe (27) und den ringförmigen Scheiben (26, 28) auf der einen Seite und dem beweglichen Teil ( 5, 6, 7, 8) der Bewegungstransmission auf der anderen Seite zwischengelegt ist, wobei die Metallscheibe (27) und die benachbarten zugehörigen ringförmigen Reibscheiben (26, 28) winkelmäßig mit dem Rotorteil (4) gekoppelt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die ersten Reibmittel bildenden ringförmigen Reibscheiben (25, 29) geeignet durch ein Statorteil (2) gehaltert werden, welches so eingerichtet ist, daß es durch den festen Aufbau (3) des Fahrzeugs gehaltert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie wenigstens eine Hilfs-Metall­ scheibe (30) aufweist, welche geeignet zwischen den Stellmit­ teln (52) und einer ringförmigen Reibscheibe (29) der ersten Reibmittel (25, 29) zwischengelegt ist, wobei die Hilfs­ scheibe und die die ersten Reibmittel bildenden ringförmigen Scheiben (25, 29) winkelmäßig mit dem Statorteil (2) gekoppelt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hilfsscheibe (30) und die Metallscheibe (27) eine Anzahl von Durchgangsbohrungen (42, 41) umfassen, die mit in dem Statorteil (2) und dem Rotorteil (4) vorgesehenen entsprechenden Sitzen (43, 44) so zusammen­ wirken, daß sie Belüftungskanäle bilden, die in der Lage sind, die im Betrieb durch die ersten Reibmittel (25, 29) und zweiten Reibmittel (26, 28) erzeuge Wärme abzuführen.

10. Vorrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (52) von hydraulischer Art sind.

11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (52) von pneumatischer Art sind.