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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lamellenbremse mit einer ersten Lamellenpaketanordnung aus einem drehfesten, axial verschiebbaren ersten Außenlamellenpaket und einem mit einer drehbar antreibbaren ersten Welle drehfest verbundenen, axial verschiebbaren ersten Innenlamellenpaket sowie einer zweiten Lamellenpaketanordnung aus einem drehfesten, axial verschiebbaren zweiten Außenlamellenpaket und einem mit einer zur ersten Welle koaxialen, drehbar antreibbaren zweiten Welle drehfest verbundenen, axial verschiebbaren zweiten Innenlamellenpaket, wobei die ersten Lamellenpaketanordnung und die zweiten Lamellenpaketanordnung von einem gemeinsamen Gehäuse umschlossen sind, mit einem Aktuator, der axial zwischen der ersten Lamellenpaketanordnung und der zweiten Lamellenpaketanordnung angeordnet ist und von dem das erste Innenlamellenpaket und das erste Außenlamellenpaket sowie das zweite Innenlamellenpaket und das zweite Außenlamellenpaket der Lamellenpaketanordnungen axial beaufschlagbar sind, mit einer Kühleinrichtung, von der ein Kühlfluidstrom radial von innen durch die Lamellenpaketanordnungen leitbar ist.
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Bei einer derartigen bekannten Lamellenbremse mit nur einer Lamellenpaketanordnung wird der Kühlfluidstrom durch die Welle koaxial zugeführt und gelangt dann radial nach außen zu den Lamellen. Dort wird er weiter radial nach außen transportiert und abgeschleudert. Eine solche Zufuhr des Kühlfluidstroms ist bei zwei koaxialen Wellen, die voneinander getrennt sind, nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Lamellenbremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile zu vermeidet und bei Vorhandensein von zwei koaxialen Wellen für eine gute Wärmeabfuhr zu sorgt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in zumindest einem Bauteil des Aktuators ein radialer Zuführkanal ausgebildet ist, dessen radial äußerem Ende über eine radiale Zuführleitung Kühlfluid zuführbar ist und dessen radial inneres Ende mit zumindest einer Ausgangsleitung verbunden ist, die in eine erste und/oder zweite Koaxialöffnung in der ersten Welle und in der zweiten Welle münden, wobei ein oder mehrere radiale Ausströmkanäle in der ersten Welle sowie in der zweiten Welle ausgebildet sind, die von der ersten Koaxialöffnung zum ersten Innenlamellenpaket sowie von der zweiten Koaxialöffnung zum zweiten Innenlamellenpaket führen.
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So können zwei Lamellenbremsen bauraumsparend und gemeinsam gekühlt angeordnet sein. Ebenfalls die Anordnung des Aktuators axial zwischen den Lamellenpaketanordnungen führt zu einer kompakten, wenig Bauraum erfordernde Ausbildung.
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Durch diese Anordnung wird Kühlfluid den Koaxialöffnungen jeder Welle axial zugeführt und gelangt über die radialen Ausströmkanäle an die Reibstellen der Lamellenpakete. Aufgrund von Nuten in den Reibbelägen der Lamellen und des Lüftspiels zwischen den Lamellen kann das Kühlfluid radial nach außen transportiert und abgeschleudert werden. Dabei sorgt es für die erforderliche Schmierung der Reibbeläge und nimmt Wärme auf.
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In dem Gehäuse kann radial unter den Lamellenpaketen ein Kühlfluidsumpf angeordnet sein, der einen Kühlfluidablauf aufweist, über den das Kühlfluid ableitbar ist.
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Da die Lamellenpakete nicht in den Ölsumpf eintauchen müssen, werden die Schleppverluste der Lamellenpakete im geöffneten Zustand der Lamellenbremse reduziert. Das Kühlfuid kann anschließend der Lamellenbremse entnommen und extern gekühlt werden, bevor es dem Kühlkreislauf erneut zugeführt wird. Diese Art der Kühlung ist effizient.
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Der Aktuator ist vorzugsweise ein Kugelrampenaktuator, der zwei koaxial nebeneinander angeordnete Betätigungsscheiben aufweist, die von einer Betätigungseinrichtung axial voneinander weg bewegbar sind, wobei der oder die radialen Zuführkanäle in einer oder in beiden Betätigungsscheiben ausgebildet sind.
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Die Verwendung des Kugelrampenaktuators ermöglicht eine axial platzsparende Bauweise.
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Eine einfache Verteilung des über den Zuführkanal ankommenden Kühlfluidstroms in beide Koaxialöffnungen der Wellen wird dadurch erreicht, daß die Ausgangsleitung T-artig ausgebildet ist und jeweils ein Seitenast des „T” in eine Koaxialöffnung ragt.
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Zu einem einfachen Aufbau und einer einfachen Montage führt es, wenn die Ausgangsleitung mit ihrem radial nach außen gerichteten Ende in den radialen Zuführkanal in dem Bauteil des Aktuators fest eingesetzt ist.
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Die Zuführleitung kann in jeder Betriebsposition des Bauteils des Aktuators in voller Überdeckung mit dem radial äußeren Ende des radialen Zuführkanals sein.
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Die Zuführleitung kann aber auch in Abhängigkeit von der Betriebsposition des Bauteils des Aktuators in voller oder teilweiser Überdeckung mit dem radial äußeren Ende des radialen Zuführkanals sein, so daß der Kühlfluidstrom abhängig von dem Kühlbedürfnis regelbar ist.
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Der Kühlfluidablauf kann über eine Ablaufleitung mit der Zuführleitung der Kühleinrichtung verbunden sein, wobei die Ablaufleitung mit dem Sauganschluß einer Kühlfluidpumpe und der Druckanschluß der Kühlfluidpumpe mit der Zuführleitung der Kühleinrichtung verbunden sein kann.
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Ist in der Ablaufleitung oder in der Zuführleitung ein Kühlfluidkühler angeordnet, so ist eine externe Kühlung des Kühlfluids gegeben, die eine hohe Effektivität aufweist, bevor das Kühlfluid wieder der Lamellenbremse zugeführt wird.
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Eine Schmierung und Kühlung der Lamellen je nach Bedarf ist dadurch möglich, daß der Förderstrom der Kühlfluidpumpe regelbar ist.
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Dabei kann von einer Sensorik die Stellung der Betätigungsscheiben des Kugelrampenaktuators und/oder die Temperatur des Kühlfluids erfaßbar und entsprechend die Kühlfluidpumpe ansteuerbar sein, so daß bei geringerem Abstand der Betätigungsscheiben zueinander und/oder bei höherer Temperatur des Kühlfluids ein größerer Kühlfluidstrom und bei größerem Abstand der Betätigungsscheiben zueinander und/oder bei geringerer Temperatur des Kühlfluids ein geringerer Kühlfluidstrom gefördert wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 eine Lamellenbremse und deren konstruktive Umgebung
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2 einen Querschnitt der Lamellenbremse nach 1
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3 einen Längsschnitt der Lamellenbremse nach 1
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4 eine perspektivische Ansicht des Kugelrampenaktuators und seiner positiv wirkenden Betätigung der Lamellenbremse nach 1 in gelüfteter Stellung
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5 eine perspektivische Ansicht des Kugelrampenaktuators und seiner positiv wirkenden Betätigung der Lamellenbremse nach 1 in der Bremsstellung
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6 eine perspektivische Ansicht der Belaglamelle der Lamellenbremse nach 1.
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1 zeigt einen elektrischen Antrieb für einen Gabelstapler. Der Antrieb besteht aus einem linken Getriebe 1, einem rechten Getriebe 2, einem linken Elektromotor 3, einem rechten Elektromotor 4 und einer Lamellenbremse 5.
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Die 2 und 3 zeigen die Lamellenbremse 5 und deren konstruktive Umgebung. Das Gehäuse des linken Getriebes 1 ist mit dem Gehäuse 15 des linken Elektromotors 3 verbunden. Das Gehäuse des rechten Getriebes 2 ist mit dem Gehäuse 16 des rechten Elektromotors 4 verbunden. Die Gehäuse 15 und 16 der Elektromotoren 3 und 4 sind auf der jeweils den Getrieben 1 und 2 abgewandten Seite miteinander fest verbunden. Das Gehäuse 15 des linken Elektromotors 3 nimmt die Lamellenbremse 5 auf. Die Lamellenbremse 5 besteht ihrerseits aus einer ersten Lamellenpaketanordnung 6, einer zweiten Lamellenpaketanordnung 7, einem Kugelrampenaktuator 8, einer positiv wirkenden Betätigung 9 und einer negativ wirkenden Betätigung 10. Die Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 bestehen aus Innenwellenpakete bildenden Belaglamellen 11 und aus Außenlamellenpakete bildenden Stahllamellen 12. Die Belaglamellen 11 der ersten Lamellenpaketanordnung 6 sind drehfest aber axial verschiebbar mit der ersten Welle 13 des linken Elektromotors 3 verbunden. Die Stahllamellen 12 der ersten Lamellenpaketanordnung 6 sind drehfest aber axial verschiebbar mit dem Gehäuse 15 des linken Elektromotors 3 verbunden. Die Belaglamellen 11 der zweiten Lamellenpaketanordnung 7 sind drehfest aber axial verschiebbar mit der zweiten Welle 14 des rechten Elektromotors 4 verbunden. Die Stahllamellen 12 der zweiten Lamellenpaketanordnung 7 sind drehfest aber axial verschiebbar mit dem Gehäuse 15 des linken Elektromotors 3 verbunden. Die Belaglamellen 11 sind in den Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 so angeordnet, dass sich jeweils links und rechts von jeder Belaglamelle 11 eine Stahllamelle 12 befindet.
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Zwischen der ersten Lamellenpaketanordnung 6 und der zweiten Lamellenpaketanordnung 7 befindet sich der Kugelrampenaktuator 8. Bei Fahrantrieben für Gabelstapler ist der axiale Bauraum begrenzt, da die Fahrzeuge relativ schmal gebaut sein müssen. Die Verwendung des Kugelrampenaktuators 8 ermöglicht eine in axialer Richtung platzsparende Bauweise. Die positiv wirkende Betätigung 9 und die negativ wirkende Betätigung 10 können dadurch in radialer Richtung angeordnet werden. Der in axialer Richtung beanspruchte Bauraum kann dadurch minimiert werden. Außerdem sind die positiv wirkende Betätigung 9 und die negativ wirkende Betätigung 10 durch diese Anordnung gut zugänglich. Dadurch ist die Montage des Antriebes, der Einbau des Antriebs in das Fahrzeug und der Service der Betätigungen einfach.
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Außerdem können sehr leicht Varianten der Betätigungen 9 und 10 für unterschiedliche Kundenanforderungen am Antrieb montiert werden, ohne daß die andern Komponenten des Antriebs geändert werden müssen.
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Der Kugelrampenaktuator 8 und seine positiv wirkende Betätigung 9 sind in der 4 (Bremse gelüftet) und der 5 (Bremse betätigt) dargestellt. Der Kugelrampenaktuator 8 besteht aus zwei gleichen Betätigungsscheiben 17, 17', mindestens drei Kugeln 18, Zugfedern 19 sowie Zylinderstiften 20. Zwischen den beiden Betätigungsscheiben 17 liegen in keilförmigen verlaufenden Laufbahnen 21 die Kugeln 18. Die Zugfedern 19 halten die Betätigungsscheiben 17, 17' unter Vorspannung zusammen.
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Die Zylinderstifte 20 sind in den Betätigungsscheiben 17, 17' so angeordnet, dass die Betätigungsscheiben 17, 17' gegeneinander verdreht werden, wenn die Keile 22 und 23 der positiv wirkenden Betätigung 9 und der negativ wirkenden Betätigung 10 zwischen die Zylinderstifte 20 mit einer nach innen gerichteten Kraft 24 oder 25 gedrückt werden. Aufgrund der in den keilförmig verlaufenden Laufbahnen 21 laufenden Kugeln 18 vergrößert sich beim Verdrehen der Betätigungsscheiben 17, 17' gegeneinander auch deren axialer Abstand. Infolge dessen wird das Lüftspiel der Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 überwunden und eine axiale Kraft auf die Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 aufgebracht. Motorseitig werden die erste Lamellenpaketanordnung 6 am Gehäuse 15 des linken Elektromotors 3 und die zweite Lamellenpaketanordnung 7 am Gehäuse 16 des rechten Elektromotors 4 in axialer Richtung abgestützt. Die Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 können dadurch Bremsmomente erzeugen, welche jeweils an den Wellen 13 und 14 der Elektromotoren 3 und 4 wirksam werden.
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Wirkt auf die Keile 22 und 23 keine Kraft 24 oder 25 mehr. So sorgt die Spannung der Zugfedern 19 dafür, dass die Betätigungsscheiben 17, 17' wieder ihre Ausgangsposition einnehmen und die Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 freigeben.
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Die positiv wirkende Betätigung 9 wird vorzugsweise für Betriebsbremsungen genutzt. Wird ein hydraulischer Druck aufgebracht, so wird der Kugelrampenaktuator 8 und damit die Lamellenbremse 5 betätigt.
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Die negativ wirkende Betätigung 10 wird vorzugsweise für die Not- und Haltebremsfunktion genutzt. Liegt hydraulischer Druck an, so ist die Lamellenbremse 5 gelüftet, liegt kein Druck an, so schließt die Lamellenbremse 5.
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Die Lamellenbremse 5 besitzt eine aktive Kühleinrichtung für die Lamellenpaketanordnungen 6 und 7. Die Kühleinrichtung besteht aus einer Kühlleitung 26, die im Ausführungsbespiel aus einem einfachen Rohr besteht. Die äußere Kühlleitung 26 ist im Gehäuse 15 des Elektromotors 3, welches die Bremse 5 aufnimmt befestigt und ermöglicht die Zuführung eines Kühlfluidstromes 29 von außerhalb der Lamellenbremse 5. Der Kühlfluidstrom 29 kann zum Beispiel durch eine nicht dargestellte externe Kühlfluidpumpe bereitgestellt werden. Außerdem ist eine innere Ölzuführung notwendig. Im Beispiel ist diese als T-förmiges Rohr 30 ausgeführt. Das T-förmige Rohr 30 ist in einen Zuführkanal 31 fest eingesetzt, der sich in der Betätigungsscheibe 17 befindet.
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Der Einlaß 33 de des T-förmigen Rohres 30 ist so angeordnet, das er den Kühlfluidstrom 29 aus dem Ausgang 32 der Kühlleitung 26 aufnehmen kann.
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Da sich die Betätigungsscheibe 17 bei der Betätigung der Lamellenbremse 5 gegenüber der äußeren Kühlleitung 26 bewegt, ist eine Nut an der Mündung des Ausgangs 32 des Zuführkanals 31 in der Betätigungsscheibe 17 ausgebildet, die so ausgeführt ist, dass der Kühlfluidstrom 29 unabhängig von der Stellung der Betätigungsscheibe 17 konstant ist. Es wäre aber auch möglich, daß die Nut so ausgebildet ist, daß der Kühlfluidstrom 29 in Abhängigkeit von der Stellung der Betätigungsscheibe 17 veränderlich ist. Der Kühlfluidstrom 29 teilt sich in dem T-förmigen Rohr 30 auf und verlässt das T-förmige Rohr 30 an deren Ausgängen 34, 34'. Die Ausgänge 34, 34' des T-förmigen Rohres 30 befinden sich in den Koaxialöffnungen 35, 35' der Wellen 13 und 14.
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Aufgrund der Drehbewegung der Wellen 13 und 14 um die Rotationsachse 37 wird der durch das T-förmige Rohr 30 zugeführte und aus dessen Ausgängen 34, 34' austretende Kühlfluidstrom 29 durch die in den Wellen 13 und 14 eingebrachten radialen Ausströmkanäle 36, 36' radial nach außen transportiert und den Lamellenpaketen 6 und 7 zugeführt. Dort wird das Kühlfluid als Schmier- und Kühlstoff wirksam.
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Die radialen Ausströmkanäle 36, 36' sind so angeordnet, dass alle Belaglamellen 11 ausreichend mit Kühlfluid versorgt werden. Bei geschlossenen Lamellenpakten 6 und 7 kann das Kühlfluid durch die Belagnuten 38 der Belaglamellen 11 radial abfließen. Dabei nimmt es die Reibungswärme auf, die in den Lamellenpaketanordnungen 6 und 7 entsteht.
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Das Kühlfluid sammelt sich anschließend im Kühlfluidsumpf 28 und kann am Kühlfluidablauf 27 der Lamellenbremse 5 entnommen werden. Es kann extern gekühlt und danach dem Kreislauf erneut zugeführt werden.
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Die Belaglamelle 11 ist in 6 dargestellt.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lamellenbremse sind:
Die aktive Schmierung und Kühlung der Lamellenbremse ermöglicht einen gezielten Kühlfluidsrom, der für eine optimale Schmierung und Wärmeabfuhr sorgt. Der Kühlfluidstrom kann gezielt je nach Bedarf beeinflusst werden. Bei geschlossener Lamellenbremse kann besonders viel Wärme entstehen. In diesem Fall kann ein hoher Kühlfluidstrom bereitgestellt werden, der eine gute Schmierung und Wärmeabfuhr gewährleistet.
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Bei offener Lamellenbremse kommt es vor allem auf ein geringes Schleppmoment der Lamellenbremse an. Der Kühlfluidstrom kann reduziert werden, um die Verluste in der Lamellenbremse zu minimieren. In Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur des Kühlfluids kann der Kühlfluidstrom unabhängig vom Betätigungszustand der Lamellenbremse geregelt werden, um die Lamellenbremse immer in einem zulässigen Temperaturbereich zu betreiben. Die Wärmeleistung kann außerdem mit Hilfe eines externen Kühlfluidkühlers abgeführt werden.
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Die Lamellenpakete müssen nicht ständig mit dem Kühlfluid im Kühlfluidsumpf in Kontakt sein, da ständig Kühlfluid zugeführt werden kann. Dadurch können die Schleppverluste im geöffneten Zustand der Lamellenpakete reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- linkes Getriebe
- 2
- rechtes Getriebe
- 3
- linker Elektromotor
- 4
- rechter Elektromotor
- 5
- Lamellenbremse
- 6
- erste Lamellenpaketanordnung
- 7
- zweite Lamellenpaketanordnung
- 8
- Kugelrampenaktuator
- 9
- positive Betätigung
- 10
- negative Betätigung
- 11
- Belaglamellen
- 12
- Stahllamellen
- 13
- erste Welle
- 14
- zweite Welle
- 15
- Gehäuse, linker E-Motor
- 16
- Gehäuse, rechter E-Motor
- 17
- Betätigungsscheibe
- 17'
- Betätigungsscheibe
- 18
- Kugeln
- 19
- Zugfedern
- 20
- Zylinderstifte
- 21
- Laufbahn
- 22
- Keil
- 23
- Keil
- 24
- Kraft, nach innen gerichtet
- 25
- Kraft, nach außen gerichtet
- 26
- Kühlleitung
- 27
- Kühlfluidablauf
- 28
- Kühlfluidsumpf
- 29
- Kühlfluidstrom
- 30
- T-förmiges Rohr
- 31
- Zuführkanal
- 32
- Ausgang
- 33
- Einlaß
- 34
- Ausgang
- 34'
- Ausgang
- 35
- Koaxialöffnung
- 35'
- Koaxialöffnung
- 36
- Ausströmkanäle
- 36'
- Ausströkanäle
- 37
- Rotationsachse
- 38
- Belagnuten
