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Patent Searching and Data


Title:
BRAKING DEVICE FOR VEHICLES, HAVING A RETARDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/144526
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a braking device for vehicles, having a retarder (4) which comprises a rotor (2) connected to an axle (1) of the vehicle and a stationary stator (3). In order to devise a braking device of the above type which is cost-effective and has a compact design, at least one friction brake element (6) having a force generator (7) is designed to be associated with the retarder (4), thereby forming a combined retarder/friction brake unit (8).

Inventors:
SEIWALD ANDREAS (AT)
MAISCHAK DIETER (DE)
SCHMITT VOLKER (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/057749
Publication Date:
November 24, 2011
Filing Date:
May 13, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SEIWALD ANDREAS (AT)
MAISCHAK DIETER (DE)
SCHMITT VOLKER (DE)
International Classes:
B60T13/58; H02K49/04
Foreign References:
DE19507142A11995-10-19
US2052201A1936-08-25
DE4026251A11991-06-06
JPS63125831A1988-05-30
DE3908234A11990-08-30
EP1338077B12005-03-23
EP1896273B12008-12-03
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit einem Retarder (4; 40), der einen mit einer Achse (1) des Fahrzeugs verbundenen Rotor (2; 42; 51) und einen feststehenden Stator (3; 41) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• dem Retarder (4; 40) konstruktiv mindestens ein am Fahrzeug gehaltenes Reibungsbremselement (6; 19, 20, 32, 33; 44; 52, 53) mit Krafterzeuger (7; 21; 34; 45; 54) unter Bildung einer kombinierten Retarder-Reibungsbremsen-

Einheit (8; 24; 35; 39; 55) zugeordnet ist.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

· die kombinierte Retarder-Reibungsbremsen-Einheit in ei¬ nem zu der Achse des Fahrzeugs führenden Antriebsstrang angeordnet ist.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

• die kombinierte Retarder-Reibungsbremsen-Einheit (8; 24;

35; 39; 55) auf der Achse (1) des Fahrzeugs befestigt ist . 4. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• das Reibungselement (6; 44) so ausgebildet und angeord¬ net ist, dass es gegen den äußeren Umfang (5; 43) des Rotors (2; 42) der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit (8; 39) führbar ist.

5. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass • das Reibungselement (19, 20; 32, 33; 52, 53) so ausge¬ bildet und angeordnet ist, dass es seitlich gegen den Rotor (2; 51) der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit (24; 35; 53) führbar ist.

6. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• der Retarder ein hydrodynamischer Retarder ist. 7. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• der Retarder eine Wirbelstrombremse (4; 40) ist.

8. Bremseinrichtung nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• bei einer Wirbelstrombremse (4) mit einem zwischen den Rotorteilen (2A, 20) eines zweigeteilten Rotors (2) liegenden Stator (3) das mindestens eine Reibungselement (6) gegen den äußeren Umfang (5) mindestens eines Rotor- teils (2B) führbar angeordnet ist.

9. Bremseinrichtung nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• bei einer Wirbelstrombremse (4) mit einem zwischen den Rotorteilen (2A, 2B) eines zweigeteilten Rotors (2) liegenden Stator (3) das mindestens eine Reibungselement (19, 20) seitlich gegen ein Rotorteil führbar angeordnet ist . 10. Bremseinrichtung nach Anspruch 7 oder 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass • bei einer Wirbelstrombremse (4) mit einem zwischen den Rotorteilen (2A, 2B) eines zweigeteilten Rotors (2) liegenden Stator (3) mindestens ein Rotorteil (2B) einen seitlichen, äußeren Bremskranz (30) trägt und das min- destens eine Reibungselement (32, 33) achsparallel oder radial gegen den Bremskranz (30) führbar angeordnet ist.

11. Bremseinrichtung nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

· bei einer Wirbelstrombremse (4) mit einem zwischen den

Rotorteilen (2A, 2B) eines zweigeteilten Rotors (2) liegenden Stator (3) mindestens ein Rotorteil (2B) eine seitliche Bremstrommel (60) trägt und das mindestens ei¬ ne Reibungselement als Bremsbacke (61) außen gegen die Bremstrommel (60) führbar angeordnet ist.

12. Bremseinrichtung nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• bei einer Wirbelstrombremse (40) mit einem zwischen den Statorteilen (41A, 41B) eines zweigeteilten Stators (41) liegenden Rotor (42) das mindestens eine Bremselement (44) stirnseitig gegen einen aus den Statorteilen (41A, 41B) hervorstehenden ringförmigen Außenbereich des Rotors führbar angeordnet ist.

13. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

• neben dem Retarder eine Bremsscheibe befestigt ist, ge¬ gen die das mindestens eine Reibungselement führbar ist.

14. Bremseinrichtung nach Anspruch 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass • die Bremsscheibe eine seitliche Ausnehmung aufweist, in der ein als Reibring dienender Oberflächenbereich liegt.

Description:
Beschreibung

Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit einem Retarder Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit einem Retarder, der einen mit einer Achse des Fahrzeugs verbundenen Rotor und einen feststehenden Stator aufweist.

Eine Bremseinrichtung dieser Art ist in der deutschen Offen- legungsschrift DE 39 08 234 AI beschrieben. Diese bekannte Bremseinrichtung ist vor allem für Lastkraftwagen und Omnibusse vorgesehen und weist eine Bremseinrichtung mit einem Retarder auf, der von einer Wirbelstrombremse gebildet ist. Der Retarder ist mittels einer Transmissionswelle in den An- triebswellenstrang zwischen Fahrzeuggetriebe und Antriebsachse integriert. Er dient als Zusatzbremseinrichtung neben üblichen mechanischen Reibungsbremsen, die unmittelbar auf die Räder des Fahrzeuges einwirken. Aus der Internetveröffentlichung

„http://de.wikipedia.org/wiki/retarder" geht hervor, dass ein als hydrodynamischer oder elektrodynamischer Retarder ausgeführter Retarder der üblichen Betriebsbremse eines Omnibusses vorgeschaltet und über die Fußbremse betätigt wird. In einer ersten Bremsstufe wirkt nur der Retarder, erst bei einer stärkeren Bremsung wirkt die übliche mechanische Reibungs ¬ bremse bzw. Betriebsbremse mit.

Ferner ist aus der Europäischen Patentschrift EP 1 338 077 Bl ein Retarder in Form einer Wirbelstrombremse bekannt, der die übliche Betriebsbremse von Schienen-, Nutzfahrzeugen oder dgl . unterstützt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrich ¬ tung für Fahrzeuge mit einem Retarder vorzuschlagen, die sich kompakt mit vergleichsweise geringem Kosten herstellen lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Bremseinrichtung der eingangs angegebenen Art dem Retarder konstruktiv mindestens ein Reibungsbremselement mit Krafterzeuger unter Bildung einer kombinierten Retarder-Reibungsbremsen-Einheit zugeordnet.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung besteht darin, dass sie eine kombinierte Retarder- Reibungsbremsen-Einheit vorsieht, die sich somit kompakt her ¬ stellen lässt und daher auch an verschiedenen Stellen eines Schienenfahrzeuges gut einbauen bzw. unterbringen lässt.

So wird es als vorteilhaft erachtet, wenn die kombinierte Re- tarder-Reibungsbremsen-Einheit in einem zu der Achse des Fahrzeugs führenden Antriebsstrang angeordnet ist, was besonders für Nutzfahrzeuge und Omnibusse zur Erhöhung der Brems ¬ sicherheit beiträgt.

Insbesondere für Schienenfahrzeuge wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die erfindungsgemäße Bremseinrichtung mit ihrer Retarder-Reibungsbremsen-Einheit auf der Achse des Schie ¬ nenfahrzeugs befestigt ist, wobei sich wegen der kompakten Ausführung zur Erhöhung der Bremssicherheit eine Befestigung auf jeder Achse des Schienfahrzeugs anbietet.

Bei der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung kann das Reibungselement bezüglich der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit unter ¬ schiedlich ausgebildet bzw. angeordnet sein. Eine vorteilhaf ¬ te Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung sieht vor, dass das Reibungselement so ausgebildet und ange- ordnet ist, dass es gegen den äußeren Umfang des Rotors der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit führbar ist.

Diese Ausgestaltung ist dann von Vorteil, wenn in Achsrichtung der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit nicht ausreichend Raum für das Reibungsbremselement und dessen Krafterzeuger vorhanden ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung ist das Reibungselement so ausgebildet und angeordnet, dass es seitlich gegen den Rotor der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit führbar ist. Diese Ausfüh ¬ rungsform ist dann vorteilhaft, wenn in axialer Richtung ausreichend Raum zur Verfügung steht, nicht jedoch in radialer Richtung in Bezug auf die Retarder-Reibungsbremsen-Einheit . Beide Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung, also sowohl die Ausführungsform mit achsparalleler Führung des Reibungselementes als auch die mit radialer Führung des Reibungselementes setzen selbstverständlich voraus, dass der Rotor der Retarder-Reibungsbremsen-Einheit in entspre ¬ chender Weise für den Angriff des Reibungselementes ausges ¬ taltet ist, was jedoch problemlos erreichbar ist.

Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung kann unter Verwendung von Retardern unterschiedlicher Ausführung aufgebaut werden; bei einer vorteilhaften Ausführungsart ist der Retarder ein hydrodynamischer Retarder, also ein Retarder der mit Öl oder mit Wasser arbeitet. Einem mit Öl arbeitenden Retarder wird man dann den Vorzug geben, wenn das Fahrzeug mit der erfin- dungsgemäßen Bremseinrichtung sowieso mit Öl versorgt wird, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen, ein Omnibus oder ein dieselbetriebenes Schienenfahrzeug . Besonders vorteilhaft ist im Rahmen der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung auch ein Retarder in einer Ausführung als Wirbelstrombremse . Bei einer Bremseinrichtung mit einem als Wirbelstrombremse ausgebildeten Retarder kann die erfindungsgemäße Bremseinrichtung in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So wird es als vorteilhaft erachtet, wenn bei einer Wirbelstrombremse mit einem zwischen den Rotorteilen eines zweigeteilten Rotors liegenden Stator das mindestens eine Reibungselement gegen den äußeren Umfang mindestens eines Rotorteils führbar ange ¬ ordnet ist. In diesem Falle muss eine Wirbelstrombremse nur in einfacher Weise durch das Reibungselement mit seinem

Krafterzeuger zusätzlich radial den Retarder ergänzen, um ei- ne Retarder-Reibungsbremsen-Einheit in kompakter Ausführung zu gewinnen.

Ferner wird eine Ausführungsform als vorteilhaft erachtet, bei der bei einer Wirbelstrombremse mit einem zwischen den Rotorteilen eines zweigeteilten Rotors liegenden Stator das mindestens eine Reibungselement seitlich gegen ein Rotorteil der Wirbelstrombremse führbar angeordnet ist. Diese Ausfüh ¬ rung kann vorteilhafterweise noch dadurch ergänzt werden, dass ein weiteres Reibungselement vorgesehen ist, das seit- lieh gegen das andere Rotorteil der Wirbelstrombremse führbar ist .

Sofern bei einer Wirbelstrombremse mit einem zwischen den Rohrteilen eines zweigeteilten Rotors liegenden Stator die Rotorteile nicht ohne Weiteres als Angriffselement für das

Reibungselement geeignet sind, ist in vorteilhafter Weise an mindestens einem Rotorteil ein seitlicher, äußerer Bremskranz vorgesehen, gegen den das mindestens eine Reibungselement achsparallel oder radial führbar ist. Der Bremskranz kann hinsichtlich seines Materials unabhängig von dem des Rotorteils ausgeführt sein und dadurch für die Reibungsbremswirkung optimal ausgelegt werden. Ferner wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung als vorteilhaft angesehen, bei der bei einer Wirbelstrombremse mit einem zwischen den Statorteilen eines zweigeteilten Stators liegenden Rotor das mindestens eine Bremselement gegen einen aus den Statorteilen hervorstehenden ringförmigen Außenbereich des Rotors führbar angeordnet ist. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung setzt zwar einen speziell ausgestalteten Rotor voraus, insbesondere hinsichtlich seines Durchmessers, hat aber den Vor ¬ teil, dass insgesamt eine vergleichsweise kompakte Bauform der kombinierten Retarder-Reibungsbremsen-Einheit erzielt wird .

Im Rahmen der Erfindung lässt sich eine Bremseinrichtung vorteilhafterweise auch so gestalten, dass unter Beibehaltung der kombinierten, kompakten Bauform neben dem Retarder eine Bremsscheibe befestigt ist, gegen die das mindestens eine Reibungselement führbar ist. In diesem Falle wird nicht der Rotor bzw. es werden nicht die Rotorteile zum Aufbau einer Reibungsbremse herangezogen, sondern eine zusätzliche Brems- scheibe, jedoch bleibt dadurch die Möglichkeit erhalten, eine kompakte Bauform zu gewinnen. Die Bremsscheibe kann dabei so ausgeführt sein, dass sie eine seitliche Ausnehmung aufweist, in der ein als Reibring dienender Oberflächenbereich liegt. Eine derartige Bremsscheibe ist an sich aus der europäischen Patentschrift EP 1 896 273 Bl bekannt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist jeweils schematisch in Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Bremseinrichtung mit zwei Rotorteilen des Retarders und einem radial angreifenden Reibungselement, in

Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit ebenfalls ei- nem aus zwei Rotorteilen bestehenden Rotor des Retarders mit seitlich angreifenden Reibungselementen, in

Figur 3 ein zusätzliches Ausführungsbeispiel mit einer

Bremseinrichtung mit zwei Rotorteilen des Retarders und außen an einem Rotorteil befestigtem Bremskranz, in

Figur 4 ein Ausführungsbeispiel mit einer Bremseinrichtung mit zweigeteiltem Stator des Retarders und einem radial angreifenden Bremselement, in

Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zweigeteiltem

Stator des Retarders und seitlich außen angreifenden Reibungselementen und in

Figur 6 ein Ausführungsbeispiel mit einer Bremstrommel

seitlich am Retarder dargestellt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 zeigt eine Achse 1 bei ¬ spielsweise eines nicht dargestellten Schienenfahrzeuges, auf der ein Rotor 2 befestigt ist, der aus einem Rotorteil 2A und einem weiteren Rotorteil 2B besteht. Zwischen den beiden Ro- torteilen 2A und 2B ist ein Stator 3 angeordnet, der mit dem die Achse 1 aufweisenden Schienenfahrzeug verbunden ist. Die Rotorteile 2A und 2B bilden zusammen mit dem Stator 3 einen Retarder 4, der als hydrodynamischer Retarder oder als Wirbelstrombremse ausgeführt sein kann.

Dem äußeren Umfang 5 des weiteren Rotorteils 2B gegenüberlie ¬ gend ist ein Reibungselement 6 angeordnet, das mittels eines hier ebenfalls nur schematisch dargestellten Krafterzeugers 7 zum Zwecke des Abbremsens gegen den äußeren Umfang 5 des wei- teren Rotorteils 2B geführt werden kann. Dadurch ist eine kombinierte Retarder-Reibungsbremsen-Einheit 8 gebildet.

Selbstverständlich kann auch ein weiteres Reibungselement mit einem weiteren Krafterzeuger in ähnlicher Weise in Bezug auf das eine Rotorteil 2A angeordnet sein, um die Bremswirkung der so gebildeten Reibungsbremse der Retarder- Reibungsbremsen-Einheit noch weiter zu erhöhen.

Ein wesentlicher Anteil der gesamten Bremswirkung wird bei der in Figur 1 gezeigten Bremseinrichtung - wie auch bei den in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Bremseinrichtungen - durch den Retarder 4 aufgebracht. Das Reibungselement 6 hat seine Hauptfunktion bei niedriger Geschwindigkeit bzw. als Parkbremse .

In der Figur 2 sind Teile, die mit denen nach Figur 1 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen versehen. Hier ist ein Reibungselement 19 zusammen mit einem weiteren Reibungs ¬ element 20 in Form einer Backenbremse ausgeführt, die einen gemeinsamen Krafterzeuger 21 aufweist. Bei einer Betätigung des Krafterzeugers 21 werden die beiden Reibungselemente 19 und 20 jeweils achsparallel gegen Seitenflächen 22 und 23 der Rotorteile 2A und 2B des Retarders 4 unter Erzielung einer mechanischen Reibungsbremsung geführt; der Retarder weist au- ßerdem den Stator 3 auf. So ist eine Retarder-

Reibungsbremsen-Einheit 24 mit einer mechanischen Barkenbremse gebildet.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 stimmt hinsichtlich der Ausgestaltung des Retarders 4 vollkommen mit denen nach den Figuren 1 und 2 überein. Im Unterschied zu den Ausführungs ¬ beispielen nach diesen Figuren ist hier an dem weiteren Rotorteil 2B seitlich ein Bremskranz 30 vorgesehen, dem ein Reibungselement 32 und ein weiteres Reibungselement 33 zusam- men mit einem Krafterzeuger 34 unter Bildung einer Backenbremse für eine Retarder-Reibungsbremsen-Einheit 35 zugeord ¬ net sind. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass bei der hier gezeigten Retarder-Reibungsbremsen-Einheit 39 der Retarder 40 anders angebildet ist, indem sein Stator 41 in ein Statorteil 41A und in ein weiteres Statorteil 41B aufge- teilt ist, zwischen denen ein einteiliger Rotor 42 auf der Achse 1 des nicht dargestellten Schienenfahrzeugs befestigt ist. Dem äußeren Umfang 43 des Rotors 42 gegenüberliegend ist ein Reibungselement 44 angeordnet, das mittels eines Krafter ¬ zeugers 45 unter Erzielung einer Reibungsbremsung im Bedarfs- falle gegen den äußeren Umfang 43 des Rotors 42 geführt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist der Retarder 40 genauso ausgeführt, wie es im Zusammenhang mit der Figur 4 beschrieben ist. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist hier jedoch der Rotor 50 mit einem größeren Außendurchmesser als die Statorteile 41A und 41B gemäß Figur 4 versehen, so dass er einen aus den Statorteilen 41A und 41B hervorstehenden Außenbereich 51 aufweist. Beiderseits dieses Außenbereichs 51 ist jeweils ein Reibungselement 52 bzw. 53 positioniert, die nach Art einer Backenbremse mittels eines Krafterzeugers 54 seitlich gegen den Rotor 50 geführt werden können. Diese Retarder-Reibungsbremsen-Einheit 55 hat demzu ¬ folge eine vergleichsweise stark wirkende Reibungsbremswir- kung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist außen an einem Rotorteil 28 eine Bremstrommel 60 angebracht beziehungsweise angeflanscht, gegen die ein Bremselement 1 in Form einer Bremsbacke 61 von einem Krafterzeuger 62 führbar ist.