DE10296905T5

DE10296905T5 - Planetenradgetriebeeinheit

Info

Publication number: DE10296905T5
Application number: DE10296905T
Authority: DE
Inventors: Lars Severinsson
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-05-27
Also published as: US20040192485A1; SE0101968D0; SE0101968L; US6878089B2; SE524119C2; WO2002099312A1

Abstract

Planetenradgetriebeeinheit (7) in einer elektrisch betätigten Bremse zum Verringern der Drehgeschwindigkeit von einer Antriebswelle (4) eines Elektromotors (3), gekennzeichnet durch
zumindest ein zweites Planetenrad (24) zwischen einer zweiten Sonnenradverzahnung (23) auf einer angetriebenen zweiten Welle (22) und einer zweiten internen Verzahnung (25) in einem Gehäuse (15) der Einheit (7), und
ein ausgehendes Zahnrad (26), welches koaxial mit der zweiten Welle (22) ist und mit welchem das zumindest eine zweite Planetenrad (24) drehbar verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planetenradgetriebeeinheit in einer elektrisch betriebenen Bremse zum Verringern der Drehgeschwindigkeit von einer Antriebswelle eines Elektromotors.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt eine Tendenz, einen elektrischen Antriebsmotor als das Mittel zum Betreiben eines Bremsaktuators für ein Fahrzeug anzuwenden. In dem vorliegenden Fall wird dieser Elektromotor verwendet, um eine Scheibenbremse, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für Schwerlastkraftfahrzeuge, wie beispielsweise ein LKW, ein Anhänger oder ein Bus, zu betätigen. Diese Scheibenbremse enthält Mittel zum Transformieren der Rotationsbewegung des elektrischen Motors in eine Translationsbewegung eines Bremsklotzes.
Es ist von Vorteil, einen elektrischen Motor mit einer hohen Drehgeschwindigkeit zu verwenden, welche verringert werden muss. Diese Verringerung der Drehgeschwindigkeit – und dementsprechend ein Momentenanstieg – kann mittels einer herkömmlichen Getriebeübersetzung bewerkstelligt werden, jedoch kann eine Planetenradgetriebeeinheit Vorteile bereitstellen, beispielsweise hinsichtlich des Bauvolumens und der Kosten.
DIE ERFINDUNG
Um eine hohe Effizienz und hohe Fähigkeit zum Übertragen von Momenten zu erhalten, weist eine Planetenradgetriebeeinheit für den vorhergehenden Zweck, die stets ein geringes Bauvolumen und einen niedrigen Preis beinhaltet, die Merkmale, wie in Anspruch 1 dargelegt, auf. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Details.
DIE ZEICHNUNGEN
Die Erfindung soll im weiteren Detail unten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
1 eine sehr schematische Draufsicht, teilweise geschnitten, einer Scheibenbremse ist, welche die Erfindung verkörpert;
2 eine perspektivische Ansicht von wichtigen Elementen einer Scheibenbremse, wie in 1 gezeigt, mit einer Planetenradgetriebeeinheit gemäß der Erfindung, teilweise aufgeschnitten, ist;
3 eine Endansicht der Planetenradgetriebeeinheit gemäß der Erfindung ist; und
4 eine Querschnittsansicht durch die in 2 und 3 gezeigte Planetenradgetriebeeinheit ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Scheibenbremse, welche eine Planetenradgetriebeeinheit gemäß der Erfindung verkörpert, ist in 1 sehr schematisch gezeigt. Ein Bremssattel 1 einer Scheibenbremse wird rittlings über eine Bremsscheibe 2 auf einer Fahrzeugachse montiert. Das Fahrzeug ist vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, ein Schwerlastkraftfahrzeug, wie beispielsweise ein Bus, ein LKW oder ein Anhänger.
Ein Elektromotor 3 ist an dem Bremssattel 1 angebracht. Seine Antriebswelle 4, welche in beiden Richtungen durch den Motor 3 gedreht werden kann, ist mit einer Kupplung 5 der Art verbunden, welche ihre ausgehende Kupplungswelle 6 nicht-drehbar oder gebremst hält in einer Bremslöserichtung, wenn kein Strom an dem Motor 3 angelegt ist.
Die Kupplungswelle 6 ist wiederum mit einem Getriebe 7 verbunden, um die Drehgeschwindigkeit von der Kupplungswelle 6 zu seiner ausgehenden Welle 8 der Getriebeeinheit zu verringern.
Die Welle 8 der Getriebeeinheit ist mit einem Zahnrad 9 in Getriebeeingriff mit einem Schubstabzahnrad 10 von jedem von zwei Schubstäben 11 versehen. Die drei Zahnräder 9 und 10 können den gleichen Durchmesser aufweisen und sind mit der gleichen Geschwindigkeit sich drehen. Jedoch in Abhängigkeit der Umstände können sie unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Die Schubstäbe 11 haben die allgemeine Funktion, die eingehende Drehbewegung des Zahnrads 10 in eine ausgehende lineare Bewegung eines Teils zu transformieren, welches mit dem ersten Klotz 12 der Scheibenbremse an einer Seite der Bremsscheibe 2 verbunden ist. An der anderen Seite der Bremsscheibe 2 befindet sich ein zweiter Klotz 13 der Scheibenbremse, der mit dem Bremssattel 1 verbunden ist, welcher in diesem Fall von dem sogenannten schwimmenden Typ ist, d.h. er ist montiert für bestimmte Bewegungen senkrecht zu der Scheibe 2. Der Bremssattel kann jedoch ebenso gut von dem Festsatteltyp sein.
Mit der kurz beschriebenen Ausgestaltung wird der erste Klotz 12 der Scheibenbremse gegen die Bremsscheibe 2 angelegt, wenn der Motor 3 in seiner Betätigungsrichtung gedreht wird. Bei einer Motordrehung in die entgegengesetzte Richtung wird der Klotz 12 der Scheibenbremse von der Bremsscheibe 2 zurückgezogen.
In 2 ist die Getriebeeinheit 7 mit ihren ausgehenden Zahnrad 9 in Eingriff mit den Schubstabzahnrädern 10 der zwei Schubstäbe 11 gezeigt.
Wie ebenso in den 3 und 4 gezeigt ist, weist die Getriebeeinheit 7 ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 15 zur Montage in dem Bremssattel 1 der Scheibenbremse auf, wo dieses drehfest an einem Zapfen 15' versperrt wird.
Eine eingehende erste Welle 16 wird in beiden Richtungen durch den Elektromotor 3 (1) angetrieben und ist mittels eines Radiallagers 17 gelagert. Indem dieses mit einer Verzahnung 18 versehen ist, stellt die erste Welle 16 ein erstes Sonnenrad dar.
Ein erstes Planetenrad 19 befindet sich in Getriebeeingriff mit dem Sonnenrad 18 ebenso wie mit einem ersten internen Getriebering 20 in dem Gehäuse 15. Da die Kräfte in diesem Abschnitt der Getriebebox vergleichsweise gering sind, wird nur ein erstes Planetenrad 19 benötigt. Jedoch können einige, beispielsweise drei, erste Planetenräder 19 vorgesehen werden.
Das erste Planetenrad 19 ist mit einem Kurbelarm 21 verbunden, welcher einen Zapfen 21' in einem mittigen Durchgangsloch in dem ersten Planetenrad 19 aufweist. Ein Lager wird vorzugsweise zwischen dem Zapfen 21' und dem Loch in dem ersten Planetenrad 19 zur Verfügung gestellt.
Der Kurbelarm 21 ist nicht drehbar mit einem zweiten Sonnenrad in der Form einer zweiten Welle 22 koaxial mit der eingehenden Welle 16 verbunden und mit einer Verzahnung 23 versehen. Ein Lager 16' ist zwischen den Wellen 16 und 22 vorgesehen.
Beispielsweise sind drei zweite Planetenräder 24 vorzugsweise in gleichen Abständen um das zweite Sonnenrad und mit diesem in Getriebeeingriff verteilt.
Diese zweiten Planetenräder 24 sind ebenfalls in einem Getriebeeingriff mit einem zweiten internen Getriebering 25 in dem Gehäuse 15.
Ein ausgehendes Zahnrad 26, welches dem Zahnrad 9 in 1 entspricht, ist gegenüber der zweiten Welle 22 mittels Lager 26', jedoch ebenso gegenüber einem Teil (nicht gezeigt), welcher sich außerhalb der Getriebeeinheit befindet, mittels eines radialen Lagers 27 gelagert. Das ausgehende Zahnrad 26 ist mit jedem der zweiten Planetenräder 24 mittels einer Schraube 28 und einer Hülse 29 verbunden, welche einen Achsschenkel für jedes zweite Planetenrad 24, welches eine mittige Durchgangsbohrung aufweist, darstellt. Ein Lager 30 ist zwischen der Hülse 29 und jedem zweiten Planetenrad 24 vorgesehen.
Die beschriebene Planetenradgetriebeeinheit wird eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit in zwei Stufen von der eingehenden Welle 16 zu der ausgehenden Welle 26 bereitstellen, nämlich eine erste Stufe durch das erste Planetenrad 19 und den Kurbelarm 21 zu der zweiten Welle oder den Sonnenrädern 22, 23 und eine zweite Stufe durch die zweiten Planetenräder 24, welche drehbar mit dem ausgehenden Zahnrad 26 verbunden sind.
Selbstverständlich wird die Geschwindigkeitsverringerung von der Dimensionierung der unterschiedlichen Zahnräder und Teile abhängen. Es kann vom Vorteil sein, eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit in jeder Stufe von 1:4 bis 1:6 zu haben. In einer praktischen Ausführungsform wird eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit von 1:4,5 in jeder Stufe bewerkstelligt, was eine Gesamtverringerung für die Planetenradgetriebeeinheit von 1:20,25 mit einer hohen Effizienz und einer hohen Fähigkeit für eine Momentenübertragung ergibt.
Der Kern der Ausgestaltung liegt in dem zweiten Abschnitt oder dem Abschnitt zur Rechten in 4, nämlich der Planetenradgetriebeausgestaltung mit einem angetriebenen Sonnenrad in der Form einer Welle 22, dessen Sonnenradverzahnung 23, der Verzahnung 25 in dem feststehenden Gehäuse 15 und den Planeten rädern 24, welche drehbar auf dem ausgehenden Zahnrad 26 montiert sind. Wenn nur dieser Abschnitt der gezeigten und beschriebenen Ausgestaltung verwendet wird, ist der Elektromotor mit der Welle 22 verbunden.
Falls eine höhere Verringerung der Drehgeschwindigkeit benötigt wird, wird der Planetenradgetriebeabschnitt zur Linken in 4 hinzugefügt, so dass die Welle 22 durch den Kurbelarm 21 angetrieben wird.
Die Planetenradgetriebeeinheit ist in ihrem Betrieb mit einer Scheibenbremse, welche zwei Schubstäbe aufweist, beschrieben worden, jedoch kann gleichermaßen auf eine Bremse angewandt werden, die irgendeine andere Anzahl von Schubstäben aufweist.
Zusammenfassung
Eine Planetenradgetriebeeinheit (7) in einer elektrisch betriebenen Scheibenbremse hat den Zweck, die Drehgeschwindigkeit von einer Antriebswelle (4) eines elektrischen Antriebsmotors (3) zu verringern. Die Getriebeeinheit weist ein erstes Planetenrad (19) zwischen einer Sonnenradverzahnung (18) auf einer eingehenden Welle (16) und einer ersten internen Verzahnung (20) in einem Gehäuse (15) der Einheit auf. Das erste Planetenrad ist drehfähig auf einem Kurbelarm (21) angeordnet, welcher fest mit einer zweiten Welle (22), die koaxial mit der ersten Welle ist, verbunden ist. Zumindest ein zweites Planetenrad (24) ist zwischen einer zweiten Sonnenradverzahnung (23) auf der zweiten Welle und einer zweiten internen Verzahnung in dem Gehäuse angeordnet und ist drehbar auf einem abgehenden Zahnrad (26), welches koaxial mit der ersten und zweiten Welle ist, angeordnet.

Claims

Planetenradgetriebeeinheit (7) in einer elektrisch betätigten Bremse zum Verringern der Drehgeschwindigkeit von einer Antriebswelle (4) eines Elektromotors (3), gekennzeichnet durch zumindest ein zweites Planetenrad (24) zwischen einer zweiten Sonnenradverzahnung (23) auf einer angetriebenen zweiten Welle (22) und einer zweiten internen Verzahnung (25) in einem Gehäuse (15) der Einheit (7), und ein ausgehendes Zahnrad (26), welches koaxial mit der zweiten Welle (22) ist und mit welchem das zumindest eine zweite Planetenrad (24) drehbar verbunden ist.
Einheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Planetenrad (19) zwischen einer Sonnenradverzahnung (18) auf einer eingehenden ersten Welle (16) und einer ersten internen Verzahnung (20) in dem Gehäuse (15) der Einheit (7), und ein Kurbelarm (21), auf welchem das erste Planetenrad (19) drehfähig angeordnet ist und welcher fest mit der zweiten Welle (22), welche koaxial zu der ersten Welle ist, verbunden ist.
Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Welle (16, 22) gegeneinander durch ein Lager (16') gelagert sind.
Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetenrad (19) drehfähig auf einem Zapfen (21') auf dem Kurbelarm (21) über ein Lager angeordnet ist.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei zweite Planetenräder (24) zwischen der zweiten Sonnenradverzahnung (23) und der zweiten internen Verzahnung (25) in gleichen Abständen verteilt sind.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abgehende Zahnrad (26) mit zumindest einem Zapfen (28, 29) für das zweite Planetenrad (26) versehen ist.
Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen eine Schraube (28) und eine Hülse (29) aufweist und dass das zweite Planetenrad (24) auf der Hülse mittels eines Lagers (30) gelagert ist.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abgehende Zahnrad (26) auf der zweiten Welle (22) mittels Lager (26') gelagert ist.
Einheit nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung der unterschiedlichen Elemente in der Getriebeeinheit derart ist, dass die Verringerung der Drehgeschwindigkeit in jeder der zwei Stufen der Einheit in der Größenordnung von 1:4 bis 1:6 liegt, wobei die erste Stufe die erste Welle (16), das erste Planetenrad (19) und den Kurbelarm (21) umfasst, und die zweite Stufe die zweite Welle (22), die zweiten Planetenräder (24) und das abgehende Zahnrad (26) umfasst.