DE102013205137A1

DE102013205137A1 - Antriebsachse

Info

Publication number: DE102013205137A1
Application number: DE102013205137.9A
Authority: DE
Inventors: Dominik Langner; Stefan Lenz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Eine Antriebsachse weist eine Betriebs- und eine Parkbremse auf, wobei ein erster Kolben (12) über Hebelelemente (15) auf einen zweiten Kolben (13) wirkt, um die Bremse im Sinne einer Parkbremse zu betätigen und der zweite Kolben (13) mit Druckmittel beaufschlagbar ist, um die Bremse im Sinne einer Betriebsbremse zu betätigen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsachse für ein Mobilfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Gattungsgemäße Antriebsachsen werden beispielsweise in Arbeitsmaschinen wie Landmaschinen oder Baumaschinen eingesetzt, um die Antriebsräder des Fahrzeugs anzutreiben. Häufig weisen diese Antriebsachsen Bremsen auf, wobei die Antriebsachse im Sinne einer Betriebsbremse bremsbar ist, indem Druckmittel auf einen Bremskolben wirkt.
Ebenso sind Getriebe bekannt, welche eine Parkbremse beinhalten, mittels welcher Zahnräder bremsbar sind, wenn die Bremse drucklos geschaltet ist.
Die DE 10 2010 002 887 A1 offenbart eine Parkbremse für ein Kraftfahrzeug, welche mittels Federkraft, welche auf einen Kolben wirkt, und über Hebelelemente, um die Druckkraft zu verstärken, auf Lamellen einer Lamellenbremse wirkt, um ein Zahnrad zu bremsen. Wird ein Kolben mit Druck beaufschlagt und entgegen der Federkraft bewegt, so wird die Bremse im Öffnungssinne betätigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Antriebsachse für Mobilfahrzeuge, wie Landmaschinen und Baumaschinen, zu schaffen, welche eine Bremse aufweist, welche im Sinne einer Betriebsbremse und im Sinne einer Parkbremse auf einfache Weise benutzbar ist.
Die Aufgabe wird mit einer auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Antriebsachse gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Antriebsachse eine Antriebswelle und ein Planetengetriebe auf, über welches eine Abtriebswelle ein Fahrzeugrad antreibt. Das Fahrzeugrad ist über eine Lamellenbremse bremsbar, wobei die Lamellenbremse über eine Betriebsbremse und eine Parkbremse bremsbar ist.
Die Parkbremse ist so definiert, dass beim Drucklosschalten der Bremse diese mittels Federkraft im Schließsinne betätigt wird. Wird die Parkbremse bzw. der Kolben der Parkbremse mit Druck beaufschlagt, so bewegt sich der Kolben entgegen der Federkraft der Feder und die Bremse, vorzugsweise eine Lamellenbremse, wird im Öffnungssinne betätigt. Unter dem Begriff Betriebsbremse ist zu verstehen, dass die Bremse im Schließsinne betätigt wird, wenn die Bremse mit Druck beaufschlagt ist und die Bremse im Öffnungssinne betätigt ist, wenn die Bremse bzw. der Kolben der Bremse drucklos geschaltet ist.
Die Antriebsachse weist einen ersten Kolben auf, welcher der Parkbremse zugeordnet ist und weist einen zweiten Kolben auf, welcher der Betriebsbremse zugeordnet ist.
Der erste Kolben steht über Hebelelemente mit dem zweiten Kolben in Wirkverbindung, wobei die Hebelelemente die Kraft des ersten Kolbens auf den zweiten Kolben verstärken. Vorzugsweise sind die Hebelelemente in einem Käfig angeordnet, um diese ortsfest in der Antriebsachse zu halten. Der erste Kolben weist an seinem äußeren Durchmesser einen Vorsprung auf, an welchem mindestens ein Hebelelement anliegt, um die Kraft vom ersten Kolben über das Hebelelement auf den zweiten Kolben zu übertragen. Vorzugsweise sind die Hebelelemente gleichmäßig am Umfang des ersten Kolbens verteilt angeordnet. Auf den ersten Kolben wirkt eine Federkraft einer Feder, welche bei drucklosem ersten Kolben diesen auf die Hebelelemente drückt und diese die Kraft des ersten Kolbens auf den zweiten Kolben übertragen. Der zweite Kolben liegt an den Bremslamellen mittelbar oder unmittelbar an und überträgt somit die Kraft des ersten Kolbens auf die Bremslamellen, wodurch diese im Schließsinne im Sinne einer Parkbremsung betätigt werden. Der erste Kolben weist einen Kolbenraum auf, welcher mit Druckmittel mit Druck beaufschlagbar ist, wobei die Kraft, die dieses Druckmittel erzeugt gegen die Federkraft der Feder, welche auf den ersten Kolben wirkt, drückt, um den Kolben und somit die Bremse im Öffnungssinne zu betätigen. Der erste Kolben ist über weitere Federn mit dem zweiten Kolben verbunden, um den zweiten Kolben, wenn dieser drucklos geschaltet ist, vom Lamellenpaket der Lamellenbremse wegzuziehen, so dass die Lamellen frei drehen können. Der erste Kolben, die Feder, die Hebelelemente und der zweite Kolben sowie die Lamellen sind in einem einzigen Gehäuseteil angeordnet, wobei die Lamellen bzw. eine Druckplatte, auf welche die Lamellen drücken, benachbart zum Planetengetriebe angeordnet sind.
Der erste Kolben weist an seinem Umfang einen Vorsprung auf, welcher eine schiefe Ebene aufweist, über welche der erste Kolben entgegen der Federkraft der Feder im Öffnungssinne bewegt werden kann, indem vorzugsweise mit Gewinde versehene Bolzen im Gehäuseteil der Antriebsachse so verdreht werden können, dass diese auf die schiefe Ebene wirken und dadurch den Kolben im Öffnungssinne bewegen.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Es zeigen
1 eine erste Hälfte der Antriebsachse,
2 den Käfig der Hebelelemente, und
3 den Lösemechanismus der Parkbremse.
Fig. 1:
Die Antriebsachse weist eine Antriebswelle 1 auf, welche ein Sonnenrad 2 eines Planetengetriebes 3 antreibt, dessen Planetenträger 4 eine Abtriebswelle 5 antreibt, welche mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad, beispielsweise eines landwirtschaftlichen Schleppers, antreibt. Das Hohlrad 6 ist drehfest mit dem Gehäuseteil 7 der Antriebsachse verbunden. Die Außenlamellen 8 sind drehfest im Gehäuseteil 7 gehalten und die Innenlamellen 9 der Lamellenbremse sind drehfest in einem Bauteil 10 gehalten, welches drehfest mit dem Planetenträger 4 verbunden ist. Die Lamellen stützen sich auf einer Druckplatte 11 ab, welche flüssigkeitsdicht über ein Dichtelement zum Bauteil 10 abgedichtet im Gehäuseteil 7 angeordnet ist. Ein erster Kolben 12 bildet den Kolben der Parkbremse und ein zweiter Kolben 13 bildet den Kolben der Betriebsbremse. Der erste Kolben 12 hat einen Vorsprung 14, welcher am Außendurchmesser des ersten Kolbens 12 angeordnet ist, wobei dieser Vorsprung 14 die Anlagefläche für das Hebelelement 15 bildet, welches in einem Käfig 16 angeordnet ist und die Kraft vom ersten Kolben 12 auf den zweiten Kolben 13 verstärkt. Im drucklosen Zustand drückt die Feder 17 auf den ersten Kolben 12 und dieser mit seinem Vorsprung 14 auf das Hebelelement 15. Das Hebelelement 15 drückt auf ein Bauteil 18, welches mit dem zweiten Kolben 13 wirkverbunden ist und drückt den zweiten Kolben 13 auf die Lamellen der Lamellenbremse. Die Lamellen der Lamellenbremse stützen sich auf der Druckplatte 11 ab, wodurch der Planetenträger 4 drehfest mit dem Gehäuseteil 7 verbunden wird und dadurch die Antriebsachse im Sinne einer Parkbremse gebremst ist. Wird die Zuleitung 19 mit Druck beaufschlagt, so gelangt Druckmittel mit Druck in den Raum 20 und drückt den ersten Kolben 12 entgegen der Federkraft der Feder 17, wodurch sich der Kolben 12 in Richtung Achsmitte der Antriebsachse bewegt. Hierbei zieht der erste Kolben 12 über weitere Federn 21, welche mit dem zweiten Kolben 13 verbunden sind, den zweiten Kolben 13 ebenfalls in Richtung Achsmitte der Antriebsache. Die Parkbremse ist somit im Öffnungssinne betätigt. Wird nun, während die Parkbremse im Öffnungssinne betätigt ist, Druckmittel mit Druck in die Zuleitung 22 geleitet, so bewegt sich der zweite Kolben 13 auf die Lamellen der Lamellenbremse zu und drückt diese gegen die Druckplatte 11, wodurch die Antriebsachse im Sinne einer Betriebsbremse gebremst wird.
Da sowohl der erste Kolben 12, der zweite Kolben 13 und die Hebelelemente 15 sowie die Innenlamellen 9 und die Außenlamellen 8 der Lamellenbremse sowie die Druckplatte 11 im Gehäuseteil 7 angeordnet sind und die Druckplatte 11 druckmitteldicht abgedichtet ist, kann die Bremse der Antriebsachse auf einfache Weise vormontiert werden und im Servicefall auf einfache Weise repariert werden. Durch die Verwendung der Hebelelemente 15 kann die Parkbremse über ein niedriges Druckniveau gelöst werden. Durch die Wirkverbindung des ersten und zweiten Kolbens kann die Ausbildung einer Betriebs- und Parkbremse mit wenigen Bauteilen realisiert werden.
Fig. 2:
Der Käfig 16 weist Aussparungen 23 auf, in welchen die nicht dargestellten Hebelelemente 15 der 1 angeordnet sind und dadurch ortsfest gehalten sind.
Fig. 3:
Der erste Kolben 12 weist am äußeren Durchmesser einen Vorsprung 24 auf, welcher eine schiefe Ebene 25 aufweist, wobei die schiefe Ebene 25 mit einem Bolzen 26 in Wirkverbindung bringbar ist, indem der Bolzen 26 so auf die schiefe Ebene bewegt wird, dass der erste Kolben 12 in Richtung Achsmitte der Antriebsachse bewegt wird, wodurch die Parkbremse im Öffnungssinne betätigt wird, welches insbesondere bei einem Defekt der Hydraulikanlage oder des Antriebsmotors notwendig ist, da hier kein Druck mehr zur Verfügung stehen kann. Somit wird durch die schiefe Ebene 25 und den Bolzen 26 die Parkbremse mittels einer sogenannten Notlöseeinrichtung im Öffnungssinne betätigt, um das Fahrzeug abschleppen zu können.
Bezugszeichenliste

1: Antriebswelle
2: Sonnenrad
3: Planetengetriebe
4: Planetenträger
5: Abtriebswelle
6: Hohlrad
7: Gehäuseteil
8: Außenlamellen
9: Innenlamellen
10: Bauteil
11: Druckplatte
12: erster Kolben
13: zweiter Kolben
14: Vorsprung
15: Hebelelemente
16: Käfig
17: Feder
18: Bauteil
19: Zuleitung
20: Raum
21: weitere Federn
22: Zuleitung
23: Ausnehmungen
24: Vorsprung
25: schiefe Ebene
26: Bolzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010002887 A1 [0004]

Claims

Antriebsachse für ein Mobilfahrzeug, wobei eine Antriebswelle (1) über ein Planetengetriebe (3) ein Fahrzeugrad antreibt, mit einer Außenlamellen (8) und einer Innenlamellen (9) aufweisenden Bremse, welche im Schließsinne und im Öffnungssinne betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse im Schließsinne betätigbar ist, indem eine Federkraft einer Feder (17) über einen ersten Kolben (12) über Hebelelemente (15) und über einen zweiten Kolben (13) auf die Außenlamellen (8) und Innenlamellen (9) einwirkt und die Bremse im Schließsinne betätigbar ist, indem der zweite Kolben (13) mit Druck eines Druckmittels beaufschlagt ist und dabei auf die Außenlamellen (8) und Innenlamellen (9) einwirkt und dabei der erste Kolben (12) mit Druck eines Druckmittels beaufschlagt ist, welcher dabei eine Kraft erzeugt, welche entgegen der Federkraft der Feder (17) wirkt und die Bremse im Öffnungssinne betätigbar ist, indem der erste Kolben (12) mit Druck eines Druckmittels beaufschlagt ist, wobei die Kraft aus diesem Druck entgegen der Federkraft der Feder (17) wirkt und gleichzeitig auf den zweiten Kolben (13) kein Druck des Druckmittels wirkt.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlamellen (8) drehfest in einem Gehäuseteil (7) der Antriebsachse gehalten sind und die Innenlamellen (9) mit einem Planetenträger (4) des Planetengetriebes (3) drehfest in Verbindung stehen.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (12) über weitere Federelemente (21) mit dem zweiten Kolben (13) verbunden ist, wodurch der erste Kolben (12) den zweiten Kolben (13) bei Drucklosschalten des zweiten Kolbens (13) so bewegt, dass die Innenlamellen (9) und die Außenlamellen (8) frei drehen können.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (12), die Feder (17), die Hebelelemente (15) und der zweite Kolben (13) in einem gemeinsamen Gehäuseteil (7) angeordnet sind.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (13) die Außenlamellen (8) und die Innenlamellen (9) und eine Druckplatte (11), auf welcher sich die Außenlamellen (8) und die Innenlamellen (9) abstützen, in einem gemeinsamen Gehäuseteil (7) angeordnet sind.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (12) topfförmig ausgebildet ist.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (12) am Außendurchmesser einen Vorsprung (14) aufweist, an welchem die Hebelelemente (15) anliegen.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (15) in einem Käfig (16) ortsfest gehalten sind.
Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (12) am Außendurchmesser einen Vorsprung (24) aufweist, welcher mit einer schiefen Ebene (25) ausgeführt ist, über welche der erste Kolben (12) entgegen der Federkraft der Feder (17) bewegbar ist, um die Bremse im Öffnungssinne zu betätigen.