DE102013205136B4

DE102013205136B4 - Antriebsachse

Info

Publication number: DE102013205136B4
Application number: DE102013205136.0A
Authority: DE
Inventors: Dominik Langner; Christoph Bauer; Stefan Lenz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2033-03-23
Also published as: DE102013205136A1

Abstract

Antriebsachse, bei welcher über je ein Planetengetriebe (4) eine Abtriebswelle (9) antreibbar ist, wobei ein Planetenträger (5) mit der Abtriebswelle (9) in Verbindung steht und der Planetenträger (5) mit einer Lamellenbremse (11) in Verbindung steht, wobei die Lamellenbremse (11) Innenlamellen (13) aufweist, welche mit einem Innenlamellenträger (14) verbunden sind, wobei Schmiermittel von einer Schmiermittelquelle zum Innenlamellenträger (14) gefördert wird und in unmittelbarer Nähe des Innenlamellenträgers (14) austritt, wobei der Innenlamellenträger (14) Durchbrüche (22) aufweist, durch welche das Schmiermittel zu den Innenlamellen (13) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Planetengetriebe (4) und der Lamellenbremse (11) Dichtmittel (17, 18) angeordnet sind, wodurch verhindert wird, dass Schmiermittel, welches zum Innenlamellenträger (14) gefördert wird, das Planetengetriebe (4) schmiert, und dass die Dichtmittel (17, 18) Radialwellendichtringe aufweisen, wobei ein Radialwellendichtring (18) zwischen einer Antriebswelle (2), welche ein Sonnenrad (3) antreibt, und dem Planetenträger (5) angeordnet ist und ein weiterer Radialwellendichtring (17) zwischen dem Innenlamellenträger (14) und einer Druckplatte (16), welche mit einem Gehäuseteil (8) verbunden ist, angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Gattungsgemäße Antriebsachsen werden in Arbeitsmaschinen, beispielsweise Bau- oder Landmaschinen, zum Antrieb der Fahrzeugräder eingesetzt. Insbesondere bei Antriebsachsen, bei welchen das Getriebe der Antriebsachse unmittelbar benachbart am Fahrzeugrad angeordnet ist, befinden sich unterschiedlich hohe Ölstände in der Antriebsachse, da bauraumbedingt der Durchmesser des Achsrohres geringer ist als der Durchmesser des benachbart zum Fahrzeugrad angeordneten Getriebes und des Durchmessers des Differenzials. Bei Verwendung von zwei Ölhaushalten können unterschiedliche Öle für die verschiedenen Verzahnungen verwendet werden.
Die DE 10 2011 075 469 A1 offenbart eine Antriebsachse für eine Arbeitsmaschine mit einem Endantrieb, wobei der Endantrieb eine Bremse aufweist, welche durch Schmiermittel gekühlt ist, wobei das Schmiermittel durch die Rotation der Lamellen nach außen geschleudert wird.
Die DE 102 17 483 A1 beschreibt ein Fahrzeuggetriebe mit einem Planetengetriebe, dessen Antrieb das innere Zentralrad und dessen Abtrieb der Planetenträger bildet. Das Fahrzeuggetriebe weist eine Lamellenbremse auf, deren innere Lamellen mit dem Planetenträger in Verbindung stehen und deren äußere Lamellen drehfest gehaltert sind. Um die Lamellenbremse ausreichend mit Kühlmittel zu versorgen, weist der Planetenträger eine Zuführung auf, durch welche Kühlmittel aus einem Kühlmittelraum zur Lamellenbremse gefördert wird.
Aus der EP 1 234 993 A1 ist eine Bremsvorrichtung für Achsen von Industriemaschinen bekannt. Eine derartige Achse umfasst einen lastaufnehmenden Teil mit einem Paar von Armen, von denen jeder an einer Radnabe endet, die bezüglich der Arme feststeht und an der ein Befestigungsflansch für eine Radscheibe vorsteht. Die Radscheibe kann bezüglich der Radnabe rotieren, wobei der Befestigungsflansch mit einer Nabe verbunden ist, welche von der Radnabe gestützt wird und die durch eine Achswelle in Drehung versetzt werden kann. Die Bremsvorrichtung ist auf dem Rand der Nabe angeordnet, wobei die Nabe eine längliche Form hat und an einem ersten Ende von Lagern gestützt wird und an einem zweiten Ende eine Planetengetriebehalterung für ein mit der Achswelle verbundenes Planeten-Untersetzungsgetriebe beinhaltet. Zwischen den Lagern ist eine erste ringförmige Kammer ausgebildet. Die Nabe weist einen Hohlraum auf, der entlang ihrer Längsachse verläuft und eine zweite längliche Kammer bildet. Die Nabe ist ferner mit radialen Durchgangslöchern versehen, welche die erste Kammer mit der zweiten Kammer verbinden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Antriebsachse zu schaffen, welche ein Getriebe benachbart zu einem Fahrzeugrad beinhaltet und welche eine Lamellenbremse beinhaltet, wobei die Lamellenbremse und das Getriebe ausreichend geschmiert und gekühlt werden sollen.
Die Aufgabe wird mit einer auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Antriebsachse gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Antriebsachse ein Planetengetriebe auf, welches einen Planetenträger beinhaltet, welcher eine Abtriebswelle antreibt, mit welcher das Fahrzeugrad in Verbindung steht. Vorzugsweise ist das Planetengetriebe benachbart zum Fahrzeugrad angeordnet.
Die Antriebsachse weist eine Lamellenbremse mit Innen- und Außenlamellen auf, wobei die Außenlamellen drehfest im Gehäuse gehalten sind und die Innenlamellen mit dem Planetenträger drehfest in Verbindung stehen. Die Innenlamellen sind dabei drehfest mit einem Innenlamellenträger verbunden, wobei der Innenlamellenträger als separates Bauteil drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist oder der Innenlamellenträger einstückig mit dem Planetenträger ausgeführt ist. Es besteht auch die Möglichkeit den Innenlamellenträger über ein weiteres Bauteil drehfest mit dem Planetenträger zu verbinden. Der Innenlamellenträger weist Durchbrüche auf, durch welche Schmiermittel zu den Innenlamellen gelangen kann. Die Antriebsachse weist eine Zuleitung auf, über welche Schmiermittel benachbart zum Innenlamellenträger gefördert wird und so auf den Innenlamellenträger austritt, dass das Schmiermittel durch die Durchbrüche zu den Innenlamellen gelangt. Der Innenlamellenträger hat vorzugsweise hierfür unterhalb der Mitnahmeverzahnung für die Innenlamellen eine Ausnehmung, in welche das Schmiermittel eingespritzt werden kann.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen dem Planetengetriebe und der Lamellenbremse Dichtmittel angeordnet sind, wodurch verhindert wird, dass Schmiermittel, welches zum Innenlamellenträger gefördert wird, das Planetengetriebe schmiert.
Die Leitungen, über welche das Schmiermittel von einer Druckmittelquelle zum Innenlamellenträger gefördert wird, verlaufen teilweise außerhalb und teilweise innerhalb der Antriebsachse. Die Lamellenbremse befindet sich zwischen dem Planetengetriebe und dem Differenzial der Antriebsachse, welches vorzugsweise mittig der Antriebsachse angeordnet ist. Zwischen der Lamellenbremse und dem Planetengetriebe ist eine Abdichtung vorhanden, wodurch ein Schmiermittelraum entsteht, in welchem das Planetengetriebe angeordnet ist und ein von diesem flüssigkeitsdicht abgetrennter weiterer Schmiermittelraum entsteht, in welchem die Lamellenbremse angeordnet ist. Somit ist ein für das Planetengetriebe geeigneter Ölstand auf einfache Weise einzustellen und das Planetengetriebe ausreichend geschmiert, während die Lamellenbremse ebenfalls ausreichend mit Schmiermittel versorgt werden kann. Ebenso ist es möglich durch die flüssigkeitsdichte Trennung der beiden Schmiermittelräume unterschiedliches Schmiermittel für das Getriebe und die Lamellenbremse zu verwenden, wodurch für die jeweiligen Anforderungen ein geeignetes Schmiermittel Verwendung finden kann. Die Außenlamellen sind drehfest im Gehäuse gehalten und die Innenlamellen stehen in drehfester Verbindung mit dem Planetenträger, welcher die Drehzahl des Fahrzeugrades aufweist, wodurch die Innenlamellen eine langsame Drehzahl gegenüber den Außenlamellen aufweisen. Die Dichtung, welche zwischen dem Planetenträger und dem Gehäuse angeordnet ist und beispielsweise als Radialwellendichtring ausgeführt ist, befindet sich auf einem größeren Durchmesser, als die Dichtung, welche zwischen dem Planetenträger und der Antriebswelle für das Sonnenrad angeordnet ist, wobei der Dichtring, welcher auf dem größeren Durchmesser angeordnet ist, auch die langsamere Drehzahl, nämlich die Drehzahl des Planetenträgers aufweist und der Dichtring, welcher den kleineren Durchmesser aufweist, die schnellere Drehzahl zwischen der Antriebswelle und dem Planetenträger abdichten muss. Die Lamellenbremse wird im Schließsinne betätigt, indem ein Kolben auf die eine Seite der Lamellenbremse drückt und die andere Seite der Lamellenbremse auf einer Druckplatte sich abstützt. Der Kolben, die Lamellen und die Druckplatte sind im gleichen Gehäuseteil angeordnet, wobei die Druckplatte benachbart zum Planetengetriebe angeordnet ist und der Kolben in Richtung Achsmitte angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Dichtmittel Radialwellendichtringe aufweisen, wobei ein Radialwellendichtring zwischen einer Antriebswelle, welche ein Sonnenrad antreibt, und dem Planetenträger angeordnet ist, und ein weiterer Radialwellendichtring zwischen dem Innenlamellenträger und einer Druckplatte, welche mit einem Gehäuseteil verbunden ist, angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird eine Antriebsachse geschaffen, bei welcher sowohl die Lamellenbremse als auch das Planetengetriebe ausreichend geschmiert und gekühlt werden können.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt einer Antriebsachse mit einem Differenzial 1, welches eine Antriebswelle 2 antreibt, wobei die Antriebswelle 2 ein Sonnenrad 3 eines Planetengetriebes 4 antreibt, wobei die Antriebswelle 2 und das Sonnenrad 3 ein- oder mehrstückig ausgeführt sein können. Das Sonnenrad 3 treibt einen Planetenträger 5 an, indem Planetenräder 6 mit dem Sonnenrad 3 und mit dem Hohlrad 7 im Eingriff sind. Das Hohlrad 7 ist drehfest verbunden mit dem Gehäuseteil 8, welches mit dem Gehäuse, in welchem das Differenzial 1 angeordnet ist, drehfest verbunden ist. Der Planetenträger 5 treibt eine Abtriebswelle 9 an, welche mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad in Wirkverbindung steht. Die Abtriebswelle 9 ist über Lager 10 gelagert. Somit ist das Planetengetriebe 4 benachbart zu dem nicht dargestellten Fahrzeugrad angeordnet und bildet den sogenannten Endantrieb. Zwischen dem Differenzial 1 und dem Planetengetriebe 4 ist eine Lamellenbremse 11 angeordnet, wobei die Lamellenbremse 11 Außenlamellen 12 und Innenlamellen 13 aufweist, wobei die Außenlamellen 12 drehfest mit dem Gehäuseteil 8 verbunden sind und die Innenlamellen 13 drehfest mit dem Innenlamellenträger 14 verbunden sind. Der Innenlamellenträger 14 ist drehfest, beispielsweise über eine Schneidverzahnung, mit dem Planetenträger 5 verbunden. Um die Lamellenbremse 11 zu schließen, drückt der Kolben 15 die Außenlamellen 12 und die Innenlamellen 13 gegen die Druckplatte 16, wodurch der Planetenträger 5 drehfest mit dem Gehäuseteil 8 verbunden wird. Zwischen der Druckplatte 16 und dem Innenlamellenträger 14 ist ein Dichtmittel 17 angeordnet, welches beispielsweise als Radialwellendichtring ausgeführt sein kann. Ebenso ist ein Dichtmittel 18 zwischen dem Planetenträger 5 und der Antriebswelle 2 angeordnet. Die Druckplatte 16 ist ebenso flüssigkeitsdicht zum Gehäuseteil 8 abgedichtet. Dadurch ist es möglich einen unterschiedlichen Ölstand im Raum 19 und im Raum 20 auszubilden. Der Innenlamellenträger 14 weist eine Ausnehmung 21 auf, welche unterhalb der Innenlamellen 13 angeordnet ist, und weist zusätzlich Durchbrüche 22 zu den Innenlamellen 13 auf, wodurch Schmiermittel zu den Innenlamellen 13 gelangen kann. Da die Innenlamellen 13 eine langsame Drehzahl aufweisen, nämlich die Drehzahl des Fahrzeugrades, wird wenig Schmiermittel durch die Drehung der Innenlamellen nach außen geschleudert. Hierfür weist die Antriebsachse zusätzlich eine Schmiermittelleitung 23 auf, welche innerhalb der Ausnehmung 21 oder in unmittelbarer Nähe der Ausnehmung 21 endet und Schmiermittel in diese Ausnehmung 21 spritzt. Das Schmiermittel gelangt von einer Druckmittelquelle von außerhalb der Antriebsachse in die Schmiermittelleitung 23.
Bezugszeichen

1: Differenzial
2: Antriebswelle
3: Sonnenrad
4: Planetengetriebe
5: Planetenträger
6: Planetenrad
7: Hohlrad
8: Gehäuseteil
9: Abtriebswelle
10: Lager
11: Lamellenbremse
12: Außenlamellen
13: Innenlamellen
14: Innenlamellenträger
15: Kolben
16: Druckplatte
17: Dichtmittel
18: Dichtmittel
19: Raum
20: Raum
21: Ausnehmung
22: Durchbrüche
23: Schmiermittelleitung

Claims

Antriebsachse, bei welcher über je ein Planetengetriebe (4) eine Abtriebswelle (9) antreibbar ist, wobei ein Planetenträger (5) mit der Abtriebswelle (9) in Verbindung steht und der Planetenträger (5) mit einer Lamellenbremse (11) in Verbindung steht, wobei die Lamellenbremse (11) Innenlamellen (13) aufweist, welche mit einem Innenlamellenträger (14) verbunden sind, wobei Schmiermittel von einer Schmiermittelquelle zum Innenlamellenträger (14) gefördert wird und in unmittelbarer Nähe des Innenlamellenträgers (14) austritt, wobei der Innenlamellenträger (14) Durchbrüche (22) aufweist, durch welche das Schmiermittel zu den Innenlamellen (13) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Planetengetriebe (4) und der Lamellenbremse (11) Dichtmittel (17, 18) angeordnet sind, wodurch verhindert wird, dass Schmiermittel, welches zum Innenlamellenträger (14) gefördert wird, das Planetengetriebe (4) schmiert, und dass die Dichtmittel (17, 18) Radialwellendichtringe aufweisen, wobei ein Radialwellendichtring (18) zwischen einer Antriebswelle (2), welche ein Sonnenrad (3) antreibt, und dem Planetenträger (5) angeordnet ist und ein weiterer Radialwellendichtring (17) zwischen dem Innenlamellenträger (14) und einer Druckplatte (16), welche mit einem Gehäuseteil (8) verbunden ist, angeordnet ist.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (15) zum Betätigen der Lamellenbremse (11), die Innen- und Außenlamellen (12, 13) der Lamellenbremse (11) und eine Druckplatte (16), auf welcher sich die Innen- und Außenlamellen (12, 13) beim Betätigen des Kolbens (15) abstützen, innerhalb eines einzigen Gehäuseteils (8) angeordnet sind.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbremse (11) zwischen einem Differenzial (1) und dem Planetengetriebe (4) angeordnet ist.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Außenlamellen (12) der Lamellenbremse (11) in einem ortsfesten Gehäuseteil (8) drehfest angeordnet sind.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wälzlager (10), welche die Abtriebswelle (9) lagern, und das Planetengetriebe (4) in einem gemeinsamen Schmiermittelraum (19) angeordnet sind.