DE3209162C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Bremsvorrichtung ist aus der DE-OS 26 24 835 bekannt. Um den Einfluß des zur Schmierung der Sägekette aufgetragenen und in die Bremsvorrichtung abgeschleuderten Kettenschmieröls bei einem Bremsvorgang zu vermindern, werden in dem Bremsband Abflußöffnungen vorgesehen. Hier­ durch wird jedoch einerseits die wirksame Reibfläche der Bremsvorrichtung vermindert, wodurch eine Verlängerung der Bremszeit nicht ausgeschlossen werden kann, andererseits ist durch die Öffnungen nur ein unvollständiges Abdrängen des Öls möglich. Die Bremszeiten sind stark unterschied­ lich, so daß die bei Motorkettensägen geforderten sehr kurzen Bremszeiten nur unter großem technischen Aufwand gewährleistet werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Bremsvorrichtung für die umlaufende Sägekette einer Motorkettensäge derart weiterzubilden, daß die Sägekette trotz zwischen den Reibpartnern befindlichen Öls in kürzester Zeit zum Stillstand zu bringen ist, wobei ohne wesentliche Verlängerung der Bremszeit eine Vielzahl von Bremsvorgängen möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die gewählte Werkstoffpaarung ist für eine Reibungsbremse unüblich. Durch die Werkstoffpaarung tritt ein für Reibungsbremsen an sich nachteiliges Verschleißverhalten auf, da kubisch-flächenzentrierte und kubisch-raumzen­ trierte Metalle zu einem erhöhten Abtrag- und Auftrag­ verschleiß führen. Dieser hohe Auftrag- und Abtrag­ verschleiß von kubisch-raumzentrierten bzw. kubisch- flächenzentrierten Metallen wird bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung zur Erzielung einer erhöhten Bremswirkung ausgenutzt. Bei jedem Bremsvorgang werden die Reibpartner miteinander kaltverschweißt (fressen), wobei in einem Bremsvorgang dem Fressen ein Abscheren und ein erneutes Fressen und Abscheren folgt, bis die Sägekette steht. Dabei kommt es wesentlich darauf an, daß das kubisch-flächen­ zentrierte Metall gegen Umwandeln in ein martensitisches Gefüge stabil ist, um während eines Bremsvorgangs die Neigung zum Fressen der Reibpartner aufrechtzuerhalten.

Es ist zu vermuten, daß das zwischen die Reibpartner gelangende Öl, das zur Senkung der Reibung zwischen der Sägekette und der Führungsschiene der Motorkettensäge eingebracht und in die Bremsvorrichtung abgeschleudert wird, auch dazu beiträgt, daß die Neigung der ausgewählten Reibpartner zum Fressen nicht zu einem an sich zu erwar­ tenden erhöhten Verschleiß führt, so daß die Wiederhol­ barkeit einer Bremsung bis zu 3000mal ohne Ausfall bei jeweils gewährleisteten kurzen Bremszeiten sichergestellt ist.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Merkmale ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine Kettenbremse mit einer Brems­ trommel 1 und einem Bremsband 2, das die Bremstrommel in Betriebsstellung der Säge mit Spiel umgibt. Die Brems­ trommel 1 ist in einem Motorgehäuse 3 einer tragbaren Motorkettensäge untergebracht. Das Gehäuse umschließt außerdem in einem Gehäuseteil 5 einen Antriebsmotor für eine nicht dargestellte Sägekette, die auf einem aus dem Gehäuse ragenden Sägeschwert 4 umläuft. Mit einer Kurbel­ welle 7 des Motors sind Fliehgewichte 8 verbunden, die mit einer Fliehkraftkupplung in Reibverbindung kommen, wenn der Motor eine bestimmte Arbeitsdrehzahl erreicht hat. In dieser Stellung wird die Sägekette über ein Antriebsritzel angetrieben, das mit der Bremstrommel 1 verbunden ist. Die Motorkettensäge weist außerdem einen schwenkbar gelagerten Handschutzbügel 6 auf, an dem ein Schlepphebel 9 verschieb­ lich gelagert ist. Dieser Hebel steht über einen zweiar­ migen Hebel mit dem Bremsband 2 in Wirkverbindung. Wird der Schutzbügel verschwenkt, beispielsweise weil die Hand der Bedienungsperson von dem Haltegriff der Säge abgleitet, so wird über das Hebelgestänge das Bremsband um die Brems­ trommel festgezogen und damit der Antrieb der Sägekette stillgesetzt. Die Bremstrommel 1 besteht beispielsweise aus dem Werkstoff Z StE 300 nach Werkstoffblatt 093 - der kubisch-raumzentrierte Struktur aufweist. Es handelt sich hierbei um einen gut kaltumformbaren Stahl mit einer Streckgrenze von wenigstens 300 N/mm². Das Bremsband 2 besteht dagegen aus einem metallischen Werkstoff mit kubisch-flächenzentrierter Gitterstruktur. Bei einem solchen Werkstoff bleibt die Gitterstruktur selbst dann erhalten, wenn er von hohen Temperaturen rasch abgekühlt wird, so daß keine Umwandlung in ein martensitisches Gefüge erfolgt. Ein solches stabiles Gitter verhindert, daß sich Reibmartensit bildet, der die Adhäsionskräfte zwischen den Reibflächen 10 und 11 der Bremstrommel 1 bzw. des Brems­ bandes 2 und damit den Reibungskoeffizienten so stark verringern könnte, daß die Bremswirkung beeinträchtigt würde. Infolge der hohen Adhäsionskräfte des Bremsband­ werkstoffes kann die Bremswirkung zwischen den Reibpart­ nern, Bremstrommel 1 und Bremsband 2, so verbessert werden, daß zwischen die Reibflächen gelangendes Schmiermittel die Bremswirkung nicht herabsetzen kann. Ein Werkstoff mit einem solchen kubisch-flächenzentrierten, gegen martensi­ tische Umwandlungen stabilen Gitter ist beispielsweise Nickel oder ein austenitischer Stahl. Als austenitischer Stahl eignen sich beispielsweise folgende Stähle: X 5 CrNi 189, X 12 CrNi 177 und X 10 CrNiMoTi 1810. Diese Werkstoffe eignen sich besonders zur Herstellung des Bremsbandes 2, da sie eine besonders hohe Adhäsion, d. h. Neigung zum Fressen haben. Die dadurch erzielbare Bremswirkung wird noch dadurch verbessert, daß die Bremstrommel 1 einen ähnlichen Gitter­ aufbau hat. Außerdem wird durch diese Werkstoffe eine Oxyd­ bildung zwischen den Reibpartnern, also dem Trommelmantel und dem Bremsband, vermieden, so daß zwischen den Reib­ flächen beim Bremsen ein abwechselndes Verschweißen und Wiederabscheren dieser Reibpartner stattfindet. Als austenitischer Stahl eignen sich besonders Chrom-Nickel- Stähle gemäß DIN 17440, die eine sehr gute Korrosions- und Oxydationsbeständigkeit haben und dadurch einen chemischen Angriff einer Schmiermittelschicht zwischen den Reibflächen 10 und 11 verhindern. Die Reibflächen 10 und 11 können auch durch eine Beschichtung der Bremstrommel 1 und/oder des Bremsbandes 2 gebildet sein, wobei die Bremstrommel aus DIN ZStE 300 Werkstoff und das Bremsband aus einem unlegierten Vergütungsstahl, beispielsweise C 75, besteht. Diese Beschichtung hat den Vorteil, daß die Adhäsionskräfte einer Bremstrommel und eines Bremsbandes auch nachträglich durch Beschichtung vergrößert werden können. Die Beschichtung kann in einem galvanischen Verfahren aufgebracht werden und aus Nickel, Kupfer oder Aluminium bestehen, wobei Nickel eine höhere Verschleißfestigkeit hat. Die Beschichtung kann auch aus einer Nickel-Aluminium- oder einer Kupfer-Legie­ rung bestehen, beispielsweise: NiCr 15 Fe, AlCuSiMn, AlCuMg 2 und Berryllium-Kupfer. Die Beschichtung kann durch übliche Oberflächenbe­ schichtungsverfahren, wie Spritzen, Galvanisieren, Sintern, Plattieren usw. aufgebracht werden.

Anstelle einer Beschichtung kann die Reibfläche 10 der Bremstrommel 1 oder die Reibfläche 11 des Bremsbandes 2 auch durch einen bandförmigen Belag aus einem Verbundwerk­ stoff gebildet sein, wobei der Tragwerkstoff aus einem unlegierten Vergütungsstahl, vorzugsweise einem C35 Stahl; bestehen kann. Die die Reibfläche bildende Seite besteht vorzugsweise aus Nickel. Diese Ausbildung gewährleistet gegenüber einer Beschichtung eine größere Lebensdauer der Reibpartner, weil die Schichtdicke, die etwa 0,5 mm beträgt, wesentlich größer ist als eine nur wenige µm starke galvanische Beschichtung. Die Verwendung eines Bremsbandes aus einem Chrom-Nickel-Stahl hat außerdem den Vorteil, daß dieser Werkstoff selbst nach mehreren tausend Bremsungen noch eine äußerst kurze Bremszeit gewährleistet und dadurch für Langzeiteinsätze besonders geeignet ist.

Claims (7)

1. Bremsvorrichtung für die umlaufende Sägekette einer Motorkettensäge, bestehend aus Reibpartnern wie einem metallischen Bremsband (2) und einer metallischen Brems­ trommel (1), die einander zugewandte Anlageflächen auf­ weisen, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Reibpartner (1, 2) mindestens im Bereich seiner Anlagefläche (10, 11) aus einem kubisch-flächenzentrierten Werkstoff besteht, der gegen Umwandeln in ein martensitisches Gefüge stabil ist und der andere Reibpartner (2, 1) mindestens im Bereich seiner Anlagefläche (11, 10) aus einem kubisch­ raumzentrierten Werkstoff besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kubisch-flächenzentrierte Werkstoff oxidations- und/oder korrosionsbeständig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein Chrom- Nickel-Stahl, insbesondere ein austenitischer Stahl wie ein x 5 CrNi 189-, x 10 CrNiMoTi 1810- oder X 12 CrNi 177-Stahl ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kubisch-flächenzentrierte Werkstoff Nickel, Kupfer, Aluminium oder eine Nickel-, Kupfer- oder Aluminiumlegierung ist wie NiCr 15 Fe-, AlCuSiMn-, AlCuMg₂-oder eine Beryllium-Legierung.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsband (2) aus einem kubisch-flächenzentrierten Werkstoff und die Bremstrommel (1) aus einem kubisch-raumzentrierten Werkstoff besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (10, 11) durch eine Beschichtung des Trommelmantels und/oder des Bremsbandes gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (10, 11) durch einen Verbundwerkstoff gebildet ist, z. B. aus unlegiertem Stahl mit austenitischem Stahl besteht.