DE2907138C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätig­ bare Reibscheibenkupplung oder -bremse, in deren Gehäuse ein Lamellenpaket aus einer Anzahl axial verschiebbarer erster Reibscheiben mit am Außenumfang radial vor­ springenden Nasen angeordnet ist, welche mit im Gehäuse ausgebildeten Ausnehmungen in axialen Gleiteingriff bringbar sind, und aus einer Anzahl axial verschiebbarer, jeweils zwischen den ersten Scheiben angeordneter zweiter Reibscheiben mit radial vorspringenden Zähnen am Innenumfang, mit einem sich in das Gehäuse er­ streckenden Nabenkörper, welcher mit dem Lamellenpaket durch axialen Gleiteingriff der auf dem Innenumfang der zweiten Scheiben radial vorspringenden Zähne in auf dem Nabenkörper ausgebildete Ausnehmungen treibend verbindbar ist, mit einem im wesentlichen ringförmigen Kühlströmungsspalt zwischen der Außenumfangsfläche der zweiten Scheiben und der Innenumfangsfläche des Gehäuse­ körpers und mit einer eine Kühlströmung durch das Lamellenpaket und den Spalt erzeugenden Einrichtung.

Als Stand der Technik ist hierbei eine druckmittelbetätig­ bare Reibscheibenkupplung oder -bremse bekannt, bei welcher die Reibscheiben als Lamellenpaket angeordnet sind (DE-AS 12 66 065). Derartige Vorrichtungen finden häufig für schwere Nutzfahrzeuge Anwendung, insbesondere in Verbindung mit Achsenden, die mit einem Planetenrad­ getriebe bestückt sind, wobei eine drehbare Bremsnabe meist treibend mit einer Radnabe verbunden oder mit dieser einstückig ausgebildet ist.

Zur Wartung der Radnabenlager oder der Öldichtungen muß die Radnabe und daher auch die Bremsnabe vom Achs­ gehäuse abgenommen werden. Durch die Abnahme der Brems­ nabe verlieren die zweiten Reibscheiben ihre vertikale Ausrichtung gegenüber der Bremsnabe. Dies ist besonders dann der Fall, wenn zwischen der Außenumfangsfläche des Lamellenpakets und dem Gehäuse ein sehr breiter ring­ förmiger Strömungsspalt für das Kühlmittel vorgesehen ist, um eine ungehinderte Kühlströmung zwischen dem Lamellenpaket und dem Gehäuse sicherzustellen.

Dieser Kühlströmungsspalt bedingt eine vertikale Absenkbewegung der zweiten Reibscheiben, bis diese am untersten Punkt ihrer Außenumfangsflächen die Innenumfangsfläche des Gehäuses beaufschlagen. Diese vertikale Fallbewegung der Scheiben führt jedoch beim Wiedereinbau der Bremsnabe zu erheblichen Schwierigkeiten.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, hat man bisher einen getrennten Hilfswellenstummel mit Kerbzahnprofil verwendet, auf welchen die Bremsscheiben aufgezogen bzw. fixiert wurden. Diese Konstruktion hat sich jedoch als bau- und kostenaufwendig erwiesen, wobei außerdem erhebliche zusätzliche Wartungsarbeiten durchgeführt werden mußten, um den funktionsrichtigen Einbau der einzelnen Einheiten zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ver­ besserung der druckmittelbetätigbaren Reibscheiben­ kupplung oder -bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine einfache Wartung gewährleistet und eine Abnahme der Bremsnabe ohne die Gefahr etwaiger Ausrichtfehler der Scheiben gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den Umfangsflächen der zweiten Scheiben eine der Zentrierung dieser Scheibe im Gehäuse dienende Anzahl von gleichmäßig auf der Außenumfangsfläche angeordneten, radial vorspringenden Zentriernasen vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf einfache Weise die zweiten Reibscheiben eine Führung erfahren, so daß der Zeit- und Kostenaufwand beim Wiedereinbau der Bremsnabe erheblich reduziert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teilansicht des äußeren Endes einer Treibachse mit einer öldruckgesteuerten Bremse nach der Erfindung;

Fig. 2 einen vereinfachten Teilschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1.

In Fig. 1 ist das eine Ende einer Treibachse 10 dargestellt, welche an beiden Enden jeweils mit dem äußeren Satz 12 eines Planetengetriebes bestückt ist, mit welchem ein (nicht ge­ zeigtes) in einem Achsgehäuse 14 angeordnetes Differential über eine Antriebswelle 16 treibend verbunden ist.

Zum Planetenradsatz 12 gehört eine Nabe 22 eines das äußere Zentralrad 24 tragenden Bauteils 20, welche über eine Kerb­ verzahnung 26 mit dem Gehäuse 14 verbunden ist. Das Bauteil 20 ist gegen axiale Verschiebung durch eine Stellmutter 28 gesi­ chert. Auf zwei einander gegenüberliegenden Kegelrollenlagern 32 und 34 ist die Radnabe 36 gelagert, wobei der Innenring des äußeren Radnabenlagers 32 auf der Nabe 22 des Bauteils 20 und der Innenring des innenseitigen Lagers 34 auf einer Schulter 38 des Achsgehäuses 14 sitzt.

Zur entsprechenden Vorspannung der Lager 32 und 34 läßt sich das Bauteil 20 über die Stellmutter 28 axial verschieben. Das über eine Kerbverzahnung auf dem freien Ende der Antriebswelle 16 sitzende innere Zentralrad 40 wird in seiner axialen Lage einerseits durch einen Anschlagring 42 am äußeren Ende des Achsgehäuses 14 und andererseits durch einen von der Kappe 46 nach innen vorspringenden, ringförmigen Steg 44 gehalten.

Das innere Zentralrad 40 kämmt mit einer Anzahl Planetenräder 50, welche mit gleichem Winkelabstand voneinander über Lager 54 auf Planetenradbolzen 52 angeordnet sind, die sich durch einen Planetenradträger 56 erstrecken und an dessen gegenüberliegenden Wandungen befestigt sind. Die Planetenräder 50 stehen außerdem mit dem äußeren Zentralrad 24 in Eingriff.

Der als gelochte Stirnplatte ausgebildete Planetenradträger 56 ist mit Schrauben 60 auf der Radnabe 36 befestigt und wird von einer fest mit ihm verbundenen Kappe 46 überdeckt. Auf dem Flansch 66 der Radnabe 36 ist eine die Radfelge 64 tragende Radscheibe 62 auf übliche Weise mittels Schrauben 68 befestigt.

Die Planetenräder 50 werden durch das über die Antriebswelle 16 in Drehung versetzte innere Zentralrad 40 gedreht und wirken auf das feststehende äußere Zentralrad 24 ein, wodurch der Planeten­ radträger 56 in Drehung gelangt und zum Abtriebsglied des äu­ ßeren Planetenradsatzes 12 wird. Durch die Drehung des Trägers 56 wird die Radnabe 36 und damit die Felge 64 in Drehung ver­ setzt.

Auf der Radnabe 36 ist eine druckmittelbetätigbare Reibscheibenbremse 70 angeordnet, deren Gehäuse 72 aus einem Ringkörper 74 und einer inneren und einer äußeren Stirnwand 76 und 78 besteht, welche in Form von Lochplat­ ten am Umfang des Ringkörpers 74 mittels im gleichen Winkelab­ stand voneinander durchgeführter Bolzenschrauben 80 dichtend be­ festigt sind. Das Gehäuse 72 ist an einer senkrechten Stirn­ fläche 82 des Achsgehäuses 14 befestigt, mit welcher der untere Flanschabschnitt 88 der inneren Stirnwand 76 über eine Anzahl Bolzenschrauben 86 dichtend verbunden ist.

Das Gehäuse 72 umschließt eine im Querschnitt im wesentlichen ringförmige Kammer 90, in welche die Radnabe 36 mit einer zylin­ drischen Verlängerung 92 hineinragt, welche auf ihrem Außenum­ fang mit einem Kerbzahnprofil 94 ausgebildet ist und als Brems­ nabe dient. Die Bohrung der zylindrischen Verlängerung oder Bremsnabe 92 ist an ihrem Innenumfang gegenüber der Schulter 96 des Achsgehäuses über eine Dichtung 98 abgedichtet. Eine Dich­ tung 104 zwischen der Radnabe 36 und der äußeren Stirnwand 78 verhindert Leckverluste zwischen den Kerbzähnen 94 und dem Innenumfang 102 der äußeren Stirnwand 78.

In dem Gehäuse 72 ist ein Lamellenpaket 106 aus axial verschieb­ baren, abwechselnd vorgesehenen, ringförmigen ersten und zweiten Scheiben 110 und 108 angeordnet. Die zweiten Scheiben 108 sind auf ihrem Innenumfang mit Nasen 112 beliebiger Form ausgebildet, welche in Ausnehmungen zwischen den Kerbzähnen 94 der zylindrischen Na­ benverlängerung 92 eingreifen und auch bei drehender Nabe eine axiale Verschiebung der Scheiben 108 auf dem Kerbprofil 94 ge­ statten. Vorzugsweise sind diese mitdrehenden zweiten Scheiben 108 auf ihren beiden Ringflächen mit einem Reibbelag 114 bedeckt.

Zwischen diesen mitdrehenden Scheiben 108 sind feststehende erste Schei­ ben 110 angeordnet, an derem Außenumfang jeweils im Abstand von­ einander Nasen 118 beliebiger Form ausgebildet sind, welche zumindest teilweise in Ausnehmungen 120 entsprechender Form auf der Innenumfangsfläche 122 des Gehäuseringkörpers 74 eingreifen. Somit besteht diese Bremse 70 aus einer An­ zahl axialer beweglicher Reibscheiben, wobei die nicht drehenden, feststehenden ersten Scheiben 110 mit dem Ringkörper 74 und die mit­ drehenden zweiten Scheiben 108 mit der Nabe 36 verbunden sind.

Die Bremse 70 wird hydraulisch über einen Ringkolben 126 betätigt, der sich mit einem Abschnitt 128 in einen im Gehäuse 72 ausgebil­ deten Druckraum 130 erstreckt. Die unter Druck stehende Arbeits­ flüssigkeit wird über eine Öffnung 132 in der inneren Stirnwand 76 in den Druckraum 130 eingeleitet. Das hydraulische System ist außerdem mit einer üblichen (nicht gezeigten) Entlüftung ausge­ stattet.

Zur Betätigung der Bremse wird über eine an sich bekann­ te Einrichtung der Druck der Arbeitsflüssigkeit im Druckraum 130 erhöht, so daß der Kolben 126 in Fig. 1 gesehen nach links bewegt wird. Dadurch drückt er die Scheiben 108 und 110 nach links bis in Anschlag an die Innenfläche 136 der äußeren Stirnwand 78. Die zwischen den einander beaufschlagenden Flächen der Scheiben 108 und 110 entstehende Reibung hemmt die Drehung der zweiten Scheiben 108 und damit die Drehung der Nabe 136.

Die vom Gehäuse umschlossene Kammer 90, in der die durch die Scheiben 108 und 110 ausgelöste Bremsarbeit stattfindet, ist gegenüber der Nabe 36 und dem Achsgehäuse 14 abgedichtet. Um die erforderliche Kühlung zu gewährleisten, wird über bekann­ te (nicht dargestellte) Einrichtungen Schmieröl, vorzugsweise kontinuierlich, durch eine Öffnung 138 in der Stirnwand 78 in die Kammer 90 eingeleitet. Nach Durchströmung der Kammer 90 und damit erfolgter Kühlung der Scheiben 108 und 110 wird das Schmier­ öl auf bekannte Weise über die Öffnung 140 in der Stirnwand 76 wieder aus der Kammer 90 abgezogen.

Zur Wartung der Nabenlager 32 und/oder 34 wie auch der Dichtun­ gen 98 und/oder 104 muß die Nabe 36 vom Achsgehäuse 14 abgenom­ men werden. Zur Abnahme der Nabe 36 muß die Stellmutter 28 vom Achsgehäuse abgezogen werden, und zwar nach erfolgter Entfernung des inneren Zentralrades 40 und vorzugsweise der Antriebswelle 16, wozu vorher die Kappe oder aber der Planetenradträger 56 abgenommen werden müssen.

Die Abnahme der Nabe 36 bedingt notwendigerweise auch das Ab­ ziehen ihrer zylindrischen Verlängerung 92, wodurch die dreh­ baren zweiten Scheiben 108 ihre vertikale Ausrichtung gegenüber dem Kerbzahnprofil 94 verlieren. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist zwischen der Innenumfangsfläche 122 des Gehäuseringkörpers 74 und der Außenumfangsfläche 144 der Scheiben 108 ein ausgepräg­ ter ringförmiger Strömungsspalt 146 vorgesehen, um einen unge­ hinderten Schmieröldurchlauf zu gewährleisten. Wäre ein um volle 360° umlaufender Ringspalt 146 vorgesehen, so würde das axiale Abziehen der Nabenverlängerung 92 einen vertikalen Abfall der Scheiben 108 zur Folge haben, bis sie an ihrem untersten Punkt mit ihrer äußeren Umfangsfläche 144 die Innenumfangsflä­ che 122 des Gehäuses beaufschlagen. Diese vertikale Verlagerung der Scheiben würde beim Wiedereinbau der Nabenverlän­ gerung 92 in die Kammer 90 erhebliche Schwierigkeiten bereiten.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, sind auf der Umfangsfläche 144 der drehbaren zweiten Scheiben 108 zusätzlich Zentriernasen 150 ausgebildet, um dieser vertikalen Verlagerung und Verschiebung der Scheiben 108 abzuhelfen und die eingangs be­ schriebene, umständliche Wartungsarbeit zu vereinfachen.

Zwischen der Außenumfangskante 152 der Zentriernasen 150 und der Innenumfangsfläche 122 des Gehäusekörpers 74 muß noch ein kleines Laufspiel 154 verbleiben. Und zwar muß dieses Spiel kleiner sein als die radiale Abmessung 158 (Fig. 1) der am vorderen Ende jeden Kerbzahns 94 ausgebildeten Fase 156. Trotz dieser Zentriernasen 150 ist immer noch ein geringer (entsprechend der Höhe des Laufspiels 154) vertikaler Abfall möglich, und aus diesem Grund muß die Abmessung 158 größer sein als die Höhe des Spiels 154, da sonst die Fase 154 bei Einführung der Nabenverlängerung 92 in die Kammer 90 nicht in die Lücken 116 zwischen den Zähnen 112 der zweiten Scheiben 108 einzu­ dringen vermag.

Folgende Punkte sind bezüglich der Verwendung dieser Zentriernasen 150 zu beachten:

• 1. Warum wird nicht der Außendurchmesser der Scheiben 108 ent­ sprechend der Höhe der Außenumfangskante 152 dieser Zentriernasen vergrößert? Antwort: In gewisser Weise ist dies geschehen, nur ist für die Kühlmittelströmung ein sich über den gesamten Umfang der Scheiben 108 erstreckendes niedriges Laufspiel 154 nicht gün­ stig. Grundsätzlich ist nur eine Mindestzahl von drei im glei­ chen Winkelabstand vorgesehenen Zentriernasen 150 erforderlich, so daß die großen ringförmigen Abstandsegmente zwischen den Scheiben und dem Gehäusekörper 74 einen Kühlströmungsspalt 146 bilden. Die Winkelspanne der Zentriernasen 150 wird daher mög­ lichst kurz gehalten, sie muß allerdings größer sein als die Winkelspanne der auf der Innenumfangsfläche 122 des Gehäuse­ ringkörpers 74 ausgebildeten, axialen Vertiefungen 120, damit sich die Nasen 150 in diesen nicht verfangen können.
• 2. Lassen sich auch Scheiben 108 verwenden mit einem der Außen­ umfangskante 152 der Nasen 150 entsprechenden Außendurchmesser und mit einer großen Anzahl hinterschnittener Aussparungen, so daß sich viele Zentriernasen 150 ergeben? Antwort: Diese Aus­ führungsform ist möglich, solange die Winkelspanne jeder Zentrier­ nase größer ist als die axiale Abmessung der Vertiefung 120, wie bereits ausgeführt, und solange ein ausreichender Kühlströ­ mungsspalt verbleibt.

Die genaue Form bzw. Anzahl (mehr als drei) der Zentriernasen 150 sind nicht beachtlich, solange die vorstehend erwähnte Winkelspanne und die Laufspielbegrenzungen (gegenüber der radia­ len Abmessung 158 der Fase 154 der Kerbzähne 94) als auch die erforderlichen Strömungsspalten eingehalten werden. Die Zähne 112 könnten z. B. ähnlich den Na­ sen 118 ausgebildet sein.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Zentriernasen 150 die Abnahme der Radnabe 35 vom Achsgehäuse 14 gestatten, ohne daß die Bremse 70 erst angezogen werden muß, um zu verhindern, daß die drehbaren Scheiben 108 nach unten so weit abfallen, daß ein Wiedereinbau praktisch unmöglich wird. Da das Laufspiel kleiner ist als die radiale Abmessung der Fase der auf der Nabe ausgebildeten und mit den drehbaren Scheiben eingreifbaren Arretierungen, läßt sich die Radnabe 36 wieder mühelos auf das Achsgehäuse 14 aufbringen. Außerdem wirkt der Schmiermittelströmung ein kleinstmöglicher Widerstand entgegen.

Claims (8)

1. Druckmittelbetätigbare Reibscheibenkupplung oder -bremse, in deren Gehäuse ein Lamellenpaket aus einer Anzahl axial verschiebbarer erster Reib­ scheiben mit am Außenumfang radial vorspringenden Nasen angeordnet ist, welche mit im Gehäuse ausge­ bildeten Ausnehmungen in axialen Gleiteingriff bring­ bar sind, und aus einer Anzahl axial verschiebbarer, jeweils zwischen den ersten Scheiben angeordneter zweiter Reibscheiben mit radial vorspringenden Zähnen am Innenumfang, mit einem sich in das Gehäuse er­ streckenden Nabenkörper, welcher mit dem Lamellenpaket durch axialen Gleiteingriff der auf dem Innenumfang der zweiten Scheiben radial vorspringenden Zähne in auf dem Nabenkörper ausgebildete Ausnehmungen treibend verbindbar ist, mit einem im wesentlichen ringförmigen Kühlströmungsspalt zwischen der Außenumfangsfläche der zweiten Scheiben und der Innenumfangsfläche des Gehäuse­ körpers und mit einer eine Kühlströmung durch das Lamellenpaket und den Spalt erzeugenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außenumfangsflächen der zweiten Scheiben (108) eine der Zentrierung dieser Scheiben im Gehäuse (72) dienende Anzahl von gleichmäßig auf der Außenumfangsfläche angeordneten, radial vor­ springenden Zentriernasen (150) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Scheibe (108) mit mindestens drei im gleichen Winkelabstand voneinander angeordneten Zentriernasen (150) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriernasen (150) im gleichen Winkelabstand von­ einander in den ringförmigen Kühlströmungsspalt (146) hineinragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenumfangsfläche (152) der Zentriernasen (150) und der Innenumfangsfläche (122) des Gehäuses (72) ein schmales Laufspiel (154) vorgesehen ist, welches kleiner ist als der ringförmige Kühlströmungsspalt (146).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen auf dem Nabenkörper (92) in Form eines Kerbzahnprofils (94) ausgebildet sind und daß die im Gehäuse (72) liegenden Enden der Kerbzähne (94) jeweils mit einer die Einführung der Kerbzähne (94) zwischen die radial nach innen vorspringenden Zähne (112) der zweiten Scheiben (108) erleichternden Fase (156) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung (158) jeder Fase (156) größer ist als die Höhe des Laufspiels (154).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Gehäuse (72) ausgebildeten Ausnehmungen mit den am Außenumfang der ersten Scheiben (110) radial vorspringenden Nasen (118) zusammenwirkende, axiale Vertiefungen (120) in der Innenumfangsfläche (122) des Gehäuses ( 72) sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung eines Eingriffs der Zentriernasen (150) in die axialen Vertiefungen (120) die Winkel­ spanne der Zentriernasen (150) größer ist als die Winkelspanne der axialen Vertiefungen (120).