DE102014212611A1

DE102014212611A1 - Drehteile und Getriebe mit einer Lamellenbremse

Info

Publication number: DE102014212611A1
Application number: DE102014212611.8A
Authority: DE
Inventors: Mario Reimann; Alexander Baar; Claus Grote; Christof Lamparski; Raimund Grimm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105221596A

Abstract

Drehteile, die zueinander umlaufen, insbesondere eines Planetengetriebes, wobei zwischen den Drehteilen eine Lamellenbremse oder Lamellenkupplung mit einem Innenlamellen tragenden Innenlamellenträger und einem Außenlamellen tragenden Außenlamellenträger angeordnet sind, wobei die Innenlamellen und die Außenlamellen von einem Kolben einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Anordnung miteinander in Reibeingriff bringbar sind, und wobei die Innenlamellen und die Außenlamellen mit einem Kühlöl benetzbar sind. Erfindungsgemäß werden umlaufende Drehteile mit einer Lamellenbremse oder einer Lamellenkupplung bereitgestellt, wobei die Haltbarkeit der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung verbessert ist. Erreicht wird dies dadurch, dass die Lamellenbremse oder Lamellenkupplung so ausgebildet ist, dass während eines Bremsbetriebs oder Kupplungsbetriebs eine Kühlölspülung der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung erfolgt. Dies wird wiederum durch eine hohle Ausbildung der Innenlamellen und/oder Außenlamellen erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft Drehteile, die zueinander umlaufen, insbesondere eines Planetengetriebes, wobei zwischen den Drehteilen eine Lamellenbremse oder eine Lamellenkupplung mit einem Innenlamellen tragenden Innenlamellenträger und einem Außenlamellen tragenden Außenlamellenträger angeordnet sind, wobei die Innenlamellen und die Außenlamellen von einem Kolben einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinderanordnung miteinander in Reibeingriff bringbar sind, und wobei die Innenlamellen und die Außenlamellen mit einem Kühlöl benetzbar sind. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Getriebe mit einer Lamellenbremse.
Derartige zueinander umlaufende Drehteile sind aus der DE 10 2006 031 785 A1 bekannt. Diese Drehteile sind Teil eines als Planetengetriebe ausgebildeten Automatikgetriebes für Kraftfahrzeuge. In diesem Planetengetriebe ist eine Lamellenbremse oder Lamellenkupplung angeordnet, die Innenlamellen und Außenlamellen aufweist, die mittels eines Kolbens einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Anordnung miteinander in Reibeingriff bringbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Innenlamellen und die Außenlamellen mit einem Kühlöl benetzbar sind, um eine Kühlung der Lamellenkupplung zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, zueinander umlaufende Drehteile mit einer Lamellenbremse oder Lamellenkupplung bereitzustellen, deren Haltbarkeit verbessert ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Lamellenbremse oder Lamellenkupplung so ausgebildet ist, dass während eines Bremsbetriebs oder Kupplungsbetriebs eine Kühlölspülung der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung erfolgt. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei herkömmlichen Drehteilen eines Planetengetriebes mit Innenlamellen und Außenlamellen bei einem Eingriff derselben miteinander kein Kühlöl zur Kühlung durch das Lamellenpaket geführt werden kann, sondern nur dann, wenn die Innenlamellen und Außenlamellen nicht miteinander in Eingriff stehen. Dadurch ist eine Schädigung der Innenlamellen und Außenlamellen während des Betriebs der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung nicht ausgeschlossen. Dadurch, dass durch den Gegenstand der Erfindung während des Bremsbetriebs oder Kupplungsbetriebs, also während eines Eingriffs, eine Kühlölschmierung der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung erfolgt, ist eine Schädigung der Lamellen verhindert. Dadurch ist die Haltbarkeit der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung verbessert.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Innenlamellen und/oder die Außenlamellen hohl ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, dass bei allen Betriebsbedingungen, insbesondere während eines Bremsbetriebs oder Kupplungsbetriebs Kühlöl das Lamellenpaket bestehend aus den Innenlamellen und Außenlamellen durchströmt. Die hohle Ausbildung wird in weiter Ausgestaltung durch einen durchgehenden Kanal dargestellt, der die Innenlamellen und/oder Außenlamellen durchdringt. Die Form oder Ausgestaltung des Kanals kann beliebig sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenlamellenträger von einem vorzugsweise mit der Triebwelle eines Motors verbundenen Mitnehmer gebildet, wobei in den Mitnehmer zumindest eine Ölzuführung eingelassen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zuverlässige Ölzuführung zu sowohl den Innenlamellen als auch den Außenlamellen. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine Ölzuführung in den Außenlamellenträger einzulassen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet die Ölzuführung direkt jeweils in die hohl ausgebildete Innenlamelle und/oder die hohl ausgebildete Außenlamelle. Dadurch ist sichergestellt, dass auch bei kleinen Strömungsquerschnitten eine zuverlässige Anströmung der hohl ausgebildeten Innenlamelle oder Außenlamelle mit Kühlöl erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen benachbarten Außenlamellen ein wellenförmiger Ring, insbesondere ein Sinusring angeordnet. Hierbei ist es so, dass die Außenlamellen in einer Längsführung, die beliebig ausgebildet sein kann, verschiebbar sind, um diese durch den federbelasteten Kolben mit den Innenlamellen in einen Reibeingriff zu bringen. Ist der Kolben durch Aufbringen einer hydraulischen Kraft von den Lamellen wegbewegt, stellt der Sinusring sicher, dass die Innenlamellen von den Außenlamellen beabstandet sind, so dass die dann zueinander drehbewegten Innenlamellen gegenüber den Außenlamellen beabstandet sind und somit keine ein Verschleiß verursachende Reibung entsteht.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Drehteile ein feststehendes Gehäuse und eine Achse, insbesondere eine Drehachse des Planetengetriebes. Die Drehachse wird von dem als Hydromotor ausgebildeten Motor bedarfsweise angetrieben beziehungsweise in eine Drehbewegung gesetzt, wobei die Drehbewegung über das Planetengetriebe auf eine Abtriebsvorrichtung übertragen wird. Bei einem gewünschten Stillstand der Abtriebsvorrichtung wird der Hydromotor gestoppt und die Lamellenbremse betätigt, indem der auf dem Kolben wirkende hydraulische Druck abgebaut wird, so dass der Kolben von der zugeordneten Feder die Lamellenpakete in Reibeingriff bringt. Diese Funktion ist beispielsweise bei einer Parkbremse eines Fahrzeugs gewünscht. Selbstverständlich ist es aber im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, die erfindungsgemäße Ausgestaltung bei einer Lamellenkupplung anzuwenden, bei der in gekuppelten Zustand die beiden Drehteile gleichförmig in eine Drehbewegung versetzt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lamellenbremse oder Lamellenkupplung zwischen einem feststehenden Motor und dem Planetengetriebe, in dem Planetengetriebe oder in dem Motor angeordnet. Hier sind bezüglich der Anwendung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung keine Einschränkungen gegeben.
Zusammenfassend wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht, dass eine deutliche Reduzierung der bei einem Bremsbetrieb oder Kupplungsbetrieb auftretenden Temperaturen in den Drehteilen der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung ermöglicht wird, wobei zudem der Platzbedarf für die Kühlung der Lamellenbremse oder Lamellenkupplung gering ist.
Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Getriebes sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Gesamtansicht eines Getriebes mit einem Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Lamellenbremse oder Lamellenkupplung,
2 eine Detailansicht der in 1 dargestellten Lamellenbremse oder Lamellenkupplung,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lamellenbremse oder Lamellenkupplung und
4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lamellenbremse oder Lamellenkupplung.
1 zeigt eine Baueinheit, die aus einem Hydromotor 1, der an einem feststehenden Gehäuse 2 angebaut ist, und einem zu dem Gehäuse 2 drehbaren Drehgehäuse 3, in dem ein Planetengetriebe 4 eingebaut ist, besteht. Das Planetengetriebe 4 überträgt die von einer Antriebswelle des Hydromotors 1 hervorgerufene Drehbewegung mit einer von dem Planetengetriebe 4 eingestellten Übersetzung auf das Drehgehäuse 3. Für einen definierten Stillstand des Drehgehäuses 3 ist eine Lamellenbremse 5 vorgesehen, die das Drehgehäuse 3 mit dem feststehenden Gehäuse 2 bedarfsweise verbindet. Beispielsweise kommt das dargestellte System bei einem Radantrieb für ein Fahrzeug zum Einsatz wobei dann das Drehgehäuse 3 eine Radnabe ist, auf der eine beispielsweise einen Reifen tragende Felge befestigt ist. Bei gelöster Lamellenbremse 5 wird die Radnabe von dem Hydromotor 1 in eine Drehbewegung versetzt, während beispielsweise bei einem Stillstand des Fahrzeugs die Lamellenbremse 5 zum Einsatz kommt und die Radnabe gegenüber dem Gehäuse 2 blockiert. Das in 1 dargestellte System beziehungsweise der Gegenstand der Erfindung kann aber auch bei einem beliebigen Fahrgetriebe, Windenergiegetriebe, Schwenkgetriebe oder einem beliebigen Sondergetriebe angewendet werden.
Die Lamellenbremse 5 weist Innenlamellen 6 auf, die auf einem mit den Planetengetriebe 4 beziehungsweise Drehgehäuse 3 zusammenwirkenden Innenlamellenträger 7 angeordnet sind. Die Innenlamellen 6 und den Innenlamellenträger 7 umfassend ist ein Außenlamellen 8 tragender Außenlamellenträger 9 vorhanden, der mit dem Gehäuse 2 verbunden oder wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt einstückig ausgebildet ist. Die Innenlamellen 6 und die Außenlamellen 8 weisen zueinander ausgerichtete Reibflächen 10a, 10b (siehe 2) auf, die miteinander in Eingriff bringbar sind.
Dieser Reibeingriff der Reibflächen 10a, 10b wird ausweislich der Detailansicht gemäß 2 von einem von einer Druckfeder 11 druckbeaufschlagten Kolben 12 ausgeübt, der direkt oder über einen Hilfskolben 13 auf eine erste Außenlamelle 8 einwirken kann. In der dargestellten Ansicht ist der Kolben 12 durch Befüllung eines Hydraulikraums 14 gegen die Druckfeder 11 gespannt und von der ersten Außenlamelle 8 wegbewegt. Somit ist die Lamellenbremse 5 in der dargestellten Ansicht gelöst, so dass sich das Drehgehäuse 3 gegenüber dem Gehäuse 2 drehen kann. Die Innenlamellen 6 greifen mit Vorsprüngen in in den Innenlamellenträger 7 eingebrachte axial verlaufende Nuten 25 ein und sind dadurch axial beweglich am Innenlamellenträger 7 geführt und gegenüber diesem verdrehgesichert. Entsprechend greifen die Außenlamellen 8 mit Vorsprüngen in in den Außenlamellenträger 9 beziehungsweise in das Gehäuse 2 eingebrachte axial verlaufende Führungen 15 ein und sind dadurch längs verschiebbar gegenüber dem Gehäuse geführt und gegenüber diesem verdrehgesichert. Die Führungen 15 können beliebig, beispielsweise als Zahnführung ausgebildet sein. Die Führungen 15 verhindert also, dass sich die Außenlamellen gegenüber dem Gehäuse 2 drehen können, wohl aber axial zu dem Gehäuse 2 verschiebbar sind.
Die Außenlamellen 8 sind hohl ausgebildet und weisen beispielsweise durchgehende Kanäle 16 auf, die sich von dem Innenlamellenträger 7 bis zu dem gegenüberliegenden Gehäuse 2 beziehungsweise der Führung 15 erstrecken. Die beliebig ausgebildeten Kanäle 16 unterteilen die Außenlamellen 8 in Außenlamellenscheiben 17a, 17b, die jeweils über einen Steg 18 ohne Unterbrechung des Kanals 16 (entgegen der dargestellten Ansicht) verbunden sind. Die Kanäle 16 in den Außenlamellen 8 sind mit jeweils zugeordneten Ölzuführungen 19 in dem Innenlamellenträger 7 verbunden. Durch die Ölzuführungen 19 wird Kühlöl zugeführt, das beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit oder ein Getriebeöl sein kann und das die Innenlamellen 6 durch die Kanäle 16 bis zu den Führungen 15 durchströmt. Im Bereich der Führungen 15 ist eine axiale Strömungsverbindung 22 vorhanden, die sich von der ersten dem Kolben 12 zugewandten Außenlamelle 8 bis zu einer gegenüberliegenden letzten dem Hydromotor 1 zugewandten Außenlamelle 8 erstreckt und durch die Führungen 15 gebildet ist. Angrenzend an die letzte, dem Hydromotor 1 zugewandte Außenlamelle ist in das Gehäuse 2 eine Ölabführung 20 beispielsweise in Form eines Ölkanals eingelassen, durch die das Kühlöl abgeführt wird. Die Durchströmung der Lamellenbremse 5 beziehungsweise der Außenlamellen 8 kann dauerhaft oder gesteuert, beispielsweise nur bei einem Bremsbetrieb, erfolgen. Die Durchströmung der Außenlamellen 8 durch die Kanäle 16 stellt sicher, dass insbesondere bei einem Bremsbetrieb der Lamellenbremse 5, bei der die Reibflächen 10a, 10b der Innenlamellen 6 und der Außenlamellen 8 zusammenwirken, eine Durchströmung der Lamellenbremse 5 mit Kühlöl erfolgt. Dadurch ist auch in diesem Betriebszustand eine wirkungsvolle Kühlung sichergestellt. In dem dargestellten Betriebszustand der gelösten Lamellenbremse 5 stellen als Sinusringe 21 (siehe auch die Detailansicht rechts der 1) ausgebildete wellenförmige Ringe sicher, dass die Außenlamellen 8 von den Innenlamellen 6 weggedrückt werden. Dazu ist jeweils ein Sinusring 21 zwischen benachbarten Außenlamellen 8 frei beweglich angrenzend an die Führungen 15 angeordnet. Die Sinusringe 21 sind beispielsweise aus Federstahl gefertigt. Sie werden bei betätigter Lamellenbremse 5 zusammengedrückt, so dass die Reibflächen 10a, 10b der Innenlamellen 6 und der Außenlamellen 8 miteinander in Eingriff stehen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 dadurch, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Innenlamellen 6 hohl ausgebildet sind und Kanäle 16 aufweisen, die wiederum mit Ölzuführungen 19 und einer Ölabführung 20 in Verbindung stehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 sind sowohl die Innenlamellen 6 als auch die Außenlamellen 8 mit Kanälen 16 ausgestattet, die wiederum allesamt mit Ölzuführungen 19 und einer oder mehrere Ölabführungen 20 verbunden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird folglich eine besonders intensive Kühlung der Lamellenbremse 5 durch die Kühlung sowohl der Innenlamellen 6 als auch der Außenlamellen 8 sichergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006031785 A1 [0002]

Claims

Drehteile, die zueinander umlaufen, insbesondere eines Planetengetriebes (4), wobei zwischen den Drehteilen eine Lamellenbremse (5) oder Lamellenkupplung mit einem Innenlamellen (6) tragenden Innenlamellenträger (7) und einem Außenlamellen (8) tragenden Außenlamellenträger (9) angeordnet sind, wobei die Innenlamellen (6) und die Außenlamellen (8) von einem Kolben (12) einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Anordnung miteinander in Reibeingriff bringbar sind, und wobei die Innenlamellen (6) und die Außenlamellen (8) mit einem Kühlöl benetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbremse (5) oder Lamellenkupplung so ausgebildet ist, dass während eines Bremsbetriebs oder Kupplungsbetriebs eine Kühlölspülung der Lamellenbremse (5) oder Lamellenkupplung erfolgt.
Drehteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlamellen (6) hohl ausgebildet sind.
Drehteile nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlamellen (8) hohl ausgebildet sind.
Drehteile nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlamellen (6) und/oder die Außenlamellen (8) einen Kanal (16) aufweisen.
Drehteile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (7) von einem Mitnehmer gebildet ist, und das in den Mitnehmer zumindest eine Ölzuführung (19) eingelassen ist.
Drehteile nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzuführung (19) in die hohl ausgebildete Innenlamelle (6) einmündet.
Drehteile nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzuführung (19) in die hohl ausgebildete Außenlamelle (8) einmündet.
Drehteile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Außenlamellen (8) ein wellenförmiger Ring, insbesondere ein Sinusring (21) angeordnet ist.
Drehteile nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehteile ein feststehendes Gehäuse (2) und eine Drehachse des Planetengetriebes (4) sind.
Drehteile nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbremse (5) oder Lamellenkupplung zwischen einem feststehenden Hydromotor (1) und dem Planetengetriebe (4), in dem Planetengetriebe (4) oder in dem Hydromotor (1) angeordnet ist.
Getriebe mit Drehteilen nach einem vorhergehenden Patentanspruch.