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Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit einem Differentialgetriebe und einer zum Abbremsen eines mit der Antriebsachse ausgestatteten Fahrzeugs vorgesehenen Bremseinrichtung, die mit einem im Kraftfluss vor dem Differentialgetriebe angeordneten Antriebsrotor und mit einem im Kraftfluss nach dem Differentialgetriebe angeordneten, sich durch den Antriebsrotor hindurch erstreckenden Abtriebsrotor in Wirkverbindung steht, wobei die Bremseinrichtung Mittel zum Bremsen des Antriebsrotors relativ zu einem gehäusefesten Bauteil und Mittel zum Koppeln des Abtriebsrotors mit dem Antriebsrotor aufweist, wobei die Mittel zum Bremsen des Antriebsrotors eine erste Lamellenbaugruppe mit mindestens einer mit dem Antriebsrotor verbundenen Innenlamelle aufweisen und die Mittel zum Koppeln des Abtriebsrotors mit dem Antriebsrotor eine zur ersten Lamellenbaugruppe axial benachbarte zweite Lamellenbaugruppe mit mindestens einer mit dem Abtriebsrotor verbundenen Innenlamelle aufweise, wobei die Innenlamellen mit Außenlamellen zusammenwirken.
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Bei einer aus der
DE 197 41 207 A1 bekannten Antriebsachse ist, im Gegensatz zu anderen Antriebsachsen des Standes der Technik, bei denen die Bremseinrichtung aus zwei an den Achsenden angeordneten Bremsen besteht und daher im Kraftfluss ausschließlich nach dem Differentialgetriebe eine Bremswirkung entfaltet wird, bei dem in
1 dieser Druckschrift dargestellten Ausführungsbeispiel eine räumlich zusammengefasste Bremseinrichtung im mittleren Achsbereich angeordnet, mit der im Kraftfluss vor dem als Planetengetriebe mit Untersetzung ausgebildeten Differentialgetriebe gebremst wird und darüber hinaus im Kraftfluss beider Ausgänge des Differentialgetriebes. Dabei wird jeweils relativ zu einem gehäusefesten Bauteil gebremst.
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Im Beschreibungsteil der genannten Druckschrift ist auch offenbart, dass es möglich ist, nur die beiden Abtriebsrotoren des Differentialgetriebes zu bremsen. In diesem Fall ergibt sich - bis auf die bauliche Anordnung - die bereits erwähnte, bei anderen Antriebsachsen des Standes der Technik bekannte Bauweise mit im Kraftfluss ausschließlich nach dem Differentialgetriebe angeordneten Bremsen. Ferner ist es gemäß Beschreibung auch möglich, dass der Antriebsrotor und nur einer der beiden Abtriebsrotoren gebremst werden.
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Im letztgenannten Fall können beim Abbremsen eines mit dieser Antriebsachse ausgestatteten Fahrzeugs durch das einseitige Bremsen von nur einer der beiden Abtriebsrotoren, die sich im Kraftfluss nach dem Differentialgetriebe befinden, je nach Fahrbahnbeschaffenheit (z. B. bei einem signifikant geringerem Reibbeiwert auf der Seite der Antriebsachse mit ungebremstem Abtriebsrotor) Instabilitäten im Fahrverhalten bis hin zum Ausbrechen Fahrzeugs auftreten.
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Die
EP 0 662 402 B1 offenbart ein Differentialgetriebe in Planetenradbauweise mit einem System zur kontinuierlichen Veränderung und Steuerung der Drehmomentverteilung zwischen den Rädern derselben Achse. Hierbei wird ein als Eingangselement dienendes Hohlrad des Differentialgetriebes über ein vorgeschaltetes Kegelradgetriebe von einer Antriebswelle in Drehung versetzt und treibt seinerseits unter Zwischenschaltung eines zweistufigen Stirnradgetriebes eine rotierende Kupplungsglocke, in der zwei unabhängig voneinander betätigbare Kupplungen angeordnet sind. Durch die Wirkung des Stirnradgetriebes ist die Drehzahl der Kupplungsglocke höher als die Drehzahl des Hohlrades des Differentialgetriebes.
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Mit der ersten Kupplung ist eine Verbindung zwischen der rotierenden Kupplungsglocke und einer ersten Abtriebswelle des Differentialgetriebes ermöglicht, die eines der beiden Ausgangselemente des Differentialgetriebes bildet, wobei dieses Ausgangselement drehsynchron mit dem Sonnenrad des Differentialgetriebes rotiert. Mit der zweiten Kupplung ist eine Verbindung zwischen der rotierenden Kupplungsglocke und einer als Hohlwelle ausgebildeten, zweiten Abtriebswelle des Differentialgetriebes ermöglicht, wobei die Hohlwelle ein zweites Ausgangselement des Differentialgetriebes bildet, das drehsynchron mit dem Planetenradträger, d.h. dem Steg des Differentialgetriebes rotiert. Durch gezieltes Ansteuern der Kupplungen kann die Drehmomentverteilung zwischen den Abtriebswellen verändert werden.
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Gegenstand der nachveröffentlichten
DE 10 2006 001 334 B3 ist ein Differentialgetriebe in Kegelradbauweise mit variabler Drehmomentverteilung. Hierbei ist jeder der beiden Abtriebswellen des Differentialgetriebes jeweils eine Getriebestufe zugeordnet, die mittels einer Kupplung die Übertragung eines zusätzlichen Drehmoments von der durch einen Differentialkorb gebildeten Eingangsseite des Differentialgetriebes auf die Abtriebswelle unter Umgehung eines in dem Differentialkorb angeordneten (Kegelrad-) Ausgleichsgetriebes ermöglicht. Die Getriebestufe umfasst zwei parallele Sonnenräder, die in ein gemeinsames Hohlrad eingreifen. In einer Ausführungsvariante befindet sich das Hohlrad in einem Trägerelement, das als drehbar in einem Gehäuse gelagertes Bauelement Teil der Kupplung ist und gegenüber dem Gehäuse festgelegt werden kann. Dadurch ist es möglich, das Hohlrad festzusetzen und über die dann aktive Getriebestufe ein Drehmoment direkt vom Differentialkorb des Differentialgetriebes in die Abtriebswelle einzuleiten.
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Die US 2001 / 0 053 730 A1 zeigt eine gattungsgemäße Antriebsachse, bei der die erste Lamellenbaugruppe einer Bremse zugeordnet ist und die zweite Lamellenbaugruppe als zusammen mit der Bremse oder getrennt davon betätigbare Differentialsperre dient, wobei die Bremse eine zentrale, im Kraftfluss vor der Differentialsperre angeordnete Bremse darstellt. Um die von der zentralen Bremse erzeugte Bremskraft auch bei unterschiedlichen Reibverhältnissen an den Rädern der Antriebsachse zur Fahrbahn gleichmäßig auf beide Räder übertragen zu können, wird beim Bremsen die Differentialsperre geschlossen. Bei der Antriebsachse ist zu diesem Zweck eine gemeinsame Betätigungseinrichtung zur Kraftbeaufschlagung der Bremse und der Differentialsperre vorgesehen. Die Betätigungseinrichtung liegt axial gegen die erste Lamellenbaugruppe an, also gegen die zentrale Bremse. Um beim Bremsen zugleich die Differentialsperre betätigen zu können, sind zwischen der Betätigungseinrichtung und der zweiten Lamellenbaugruppe zusätzliche Bauteile angeordnet, die Bauraum erfordern und einen relativ aufwändigen Aufbau der Antriebsachse mit sich bringen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsachse der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einen kompakten und einfachen Aufbau aufweist und ein sicheres Abbremsen eines damit ausgerüsteten Fahrzeugs ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine gemeinsame, axial gegen die zweite Lamellenbaugruppe anliegende Betätigungseinrichtung zur axialen Kraftbeaufschlagung vorgesehen ist.
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Durch die Erfindung wird bei kompakter und einfacher Bauweise die von der zentralen Bremse erzeugte Bremskraft auch unter ungünstigen Fahrbedingungen gleichmäßig auf beide Räder der Antriebsachse übertragen.
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im Hinblick auf einen einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Antriebsachse wird vorgeschlagen, dass ein die Außenlamellen der zweiten Lamellenbaugruppe halternder und diese in Axialrichtung zur Betätigungseinrichtung übergreifender Lamellenträger mit dem Antriebsrotor verbunden und axial zwischen der ersten Lamellenbaugruppe und der Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
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Der Lamellenträger der zweiten Lamellenbaugruppe rotiert somit mit der Drehzahl des Antriebsrotors. Neben der Funktion als Halterung für die Außenlamellen der zweiten Lamellenbaugruppe, die als Differentialsperre wirkt, dient der Lamellenträger auch als rotierendes, axialkraftübertragendes Element für die erste Lamellenbaugruppe, die den Antriebsrotor bremst.
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Darüber hinaus ist es hinsichtlich einer möglichst geringen Anzahl von Bauteilen von Vorteil, wenn der Lamellenträger als Innenlamelle der ersten Lamellenbaugruppe wirksam ist.
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Sofern der Lamellenträger mit einem Reibbelag versehen ist, der zum Eingriff mit einer axial benachbarten Innenlamelle der zweiten Lamellenbaugruppe ausgebildet ist, übernimmt der Lamellenträger zweckmäßigerweise auch noch die Funktion einer Außenlamelle der zweiten Lamellenbaugruppe.
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Durch eine Ausgestaltung, gemäß der die Betätigungseinrichtung eine axial bewegliche, rotationsfeste Druckplatte aufweist, die zu einer Außenlamelle der zweiten Lamellenbaugruppe benachbart ist, wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Antriebsachse ebenfalls vereinfacht, da auch die Druckplatte der Betätigungseinrichtung mehr als eine Funktion erfüllt. Im vorliegenden Fall dient die Druckplatte somit nicht nur als Element zur Übertragung einer Axialkraft sondern auch als nicht rotierendes Reibelement.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste Lamellenbaugruppe reibbelagfreie Innenlamellen und mit Reibbelägen versehene Außenlamellen aufweist.
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Dadurch werden bei Ölkühlung die von den rotierenden Innenlamellen verursachten Planschverluste verringert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die Figur zeigt eine Prinzipanordnung eines Differentialgetriebes 1 und einer Bremseinrichtung 2 der erfindungsgemäßen Antriebsachse, mit der beispielsweise ein Flurförderzeug ausgerüstet werden kann.
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Das Differentialgetriebe 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kegelraddifferentialgetriebe ausgebildet. Selbstverständlich sind auch andere Bauweisen des Differentialgetriebes möglich.
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Das Differentialgetriebe 1 sowie ein damit verbundener, als Hohlwelle ausgebildeter Antriebsrotor 3 werden von einem in der Figur nicht dargestellten Fahrmotor angetrieben. Abtriebsseitig, d.h. im Kraftfluss nach dem Differentialgetriebe 1, sind zwei als Wellen ausgebildete Abtriebsrotoren 4 und 5 vorgesehen, die jeweils mit einem der Ausgänge des Differentialgetriebes 1 gekoppelt sind. Der in der Figur rechte Abtriebsrotor 4 erstreckt sich durch den Antriebsrotor 3 hindurch.
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Die Bremseinrichtung 2 verfügt über eine erste Lamellenbaugruppe 6, eine dazu axial benachbarte zweite Lamellenbaugruppe 7 und eine gemeinsame Betätigungseinrichtung in Form einer Druckplatte 8, die z. B. hydraulisch oder mechanisch in Axialrichtung bewegbar ist, um eine Axialkraft auf die axial hintereinander befindlichen Lamellenbaugruppen 6 und 7 aufzubringen.
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Die erste Lamellenbaugruppe 6 umfasst mehrere Innenlamellen 6a, die mit dem Antriebsrotor 3 verbunden sind, und mehrere Außenlamellen 6b, die mit einem gehäusefesten Bauteil 9 verbunden sind. Durch die erste Lamellenbaugruppe 6 lässt sich der Abtriebsrotor 3 und damit das Differentialgetriebe 1 relativ zum gehäusefesten Bauteil 9 abbremsen. Dabei wird das gesamte Bremsmoment in das gehäusefeste Bauteil 9 eingeleitet. Damit bei einer Ölkühlung, bei der die Lamellen in ein Ölbad eintauchen, die rotierenden Innenlamellen 6a möglichst geringe Planschverluste verursachen, sind die Innenlamellen reibbelagfrei. Hingegen sind die Außenlamellen 6b mit Reibbelägen R versehen.
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Die zweite Lamellenbaugruppe 7 umfasst mehrere Innenlamellen 7a, die mit dem Abtriebsrotor 4 verbunden sind, einen Lamellenträger 10 und mehrere Außenlamellen 7b, die in dem Lamellenträger 10 gehaltert und mit diesem drehsynchron verbunden sind. Der Lamellenträger 10 der zweiten Lamellenbaugruppe 7 ist axial zwischen der ersten Lamellenbaugruppe 6 und der als Druckplatte 8 ausgebildeten Betätigungseinrichtung angeordnet, übergreift die Außenlamellen 7b der zweiten Lamellenbaugruppe 7 und ist mit dem Antriebsrotor 3 verbunden. Durch die zweite Lamellenbaugruppe 7 lässt sich der Abtriebsrotor 4 mit dem Antriebsrotor 3 koppeln. Dadurch wird auch eine Relativ-Drehbewegung der Abtriebswelle 5 zum Differentialgetriebe 1 verhindert. Die zweite Lamellenbaugruppe 7 wirkt somit als Differentialsperre.
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Beim Bremsen werden durch die gleichzeitige Beaufschlagung der beiden Lamellenbaugruppen 6 und 7 mit einer durch die Druckplatte 8 aufgebrachten Axialkraft zugleich die Differentialsperre und die Bremse betätigt. Hierbei wirkt der Lamellenträger 10 auf die erste Lamellenbaugruppe 6 als axialkraftübertragendes Element. Der Lamellenträger 10 liegt direkt an einer Außenlamelle 6b der ersten Lamellenbaugruppe 6 an und wirkt daher vorteilhafterweise wie eine Innenlamelle der ersten Lamellenbaugruppe 6.
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Da bei Geradeausfahrt und gleichmäßg griffiger Fahrbahn keine Differentialwirkung zwischen dem Antriebsrotor 3 und dem Abtriebsrotor 4 auftritt, rotieren die mit dem Abtriebsrotor 4 verbundenen Innenlamellen 7a der zweiten Lamellenbaugruppe 7 mit derselben Drehzahl wie die über den Lamellenträger 10 mit dem Antriebsrotor 3 verbundenen Außenlamellen 7b. Beim Schließen der als Differentialsperre wirksamen zweiten Lamellenbaugruppe 7 erfolgt daher innerhalb der zweiten Lamellenbaugruppe 7 - im Gegensatz zur ersten Lamellenbaugruppe 6 - kein reibungsbehafteter Schleifvorgang zwischen den Lamellen.
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In anderen Betriebszuständen, z. B. bei Kurvenfahrt, können infolge der Ausgleichswirkung des Differentialgetriebes 1 Drehzahldifferenzen zwischen dem Abtriebsrotor 4 und dem Antriebsrotor 3 und damit zwischen den Innenlamellen 7a und den Außenlamellen 7b der beim Bremsen als Differentialsperre wirkenden zweiten Lamellenbaugruppe 7 auftreten. Wird in solchen Betriebszuständen gebremst, dann können Verspannungen im Antrieb auftreten, die jedoch hinnehmbar sind, da die Differentialsperre nicht schlagartig schließt. Vielmehr erfolgt beim Schließen der Differentialsperre ein reibungsbehafteter Schleifvorgang zwischen den Lamellen. Bis die Differentialsperre vollständig geschlossen und damit der Schleifvorgang beendet ist, steht das Fahrzeug in der Regel, d.h. auch der Bremsvorgang ist beendet.
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Der Lamellenträger 10 ist auf derjenigen Seite, die der zweiten Lamellenbaugruppe 7 zugewandt ist, mit einem Reibbelag versehen und übernimmt damit die Funktion einer Außenlamelle 7b der zweiten Lamellenbaugruppe 7, was Bauteile spart und somit den Aufbau vereinfacht und den Platzbedarf minimiert. Aus denselben Gründen ist eine Außenlamelle 7b der zweiten Lamellenbaugruppe 7 zur rotationsfesten Druckplatte 8 benachbart, so dass die Druckplatte wie eine gehäusefeste Außenlamelle 6b der ersten Lamellenbaugruppe 6 wirkt.
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Das sogenannte Lüftspiel der Druckplatte 10 wird von einem Sicherungsring 11 bestimmt, dessen Dicke dem gewünschten Lüftspiel angepasst wird.
