DE2948895A1

DE2948895A1 - Achsantrieb

Info

Publication number: DE2948895A1
Application number: DE19792948895
Authority: DE
Inventors: Friedrich Jacob 7990 Friedrichshafen Ehrlinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1979-12-05
Publication date: 1981-06-11
Also published as: GB2064702A; US4410073A; SE446254C; GB2064702B; DE2948895C2; SE8008480L; SE446254B

Description

Die Erfindung betrifft einen Achsantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Es sind Achsantriebe mit Schaltkupplungen bekannt, die wahlweise eine Verbindung z. B. der Vorderachse eines Schleppers mit dessen Getriebe ermöglichen. Schlepper dieser Gattung haben Feststellbremsen, die entweder in der Hauptantriebsachse oder im Getriebe angeordnet sind oder auch an das Getriebe zusätzlich angebaut wurden.

Allen diesen Feststellbremsen ist gemeinsam, daß sie nur auf die Hauptantriebsachse, z. B. die Hinterachse wirken. Nun führt aber die Entwicklung, z. B. bei Schleppern, zu immer größeren Vorderradlasten, und immer mehr Zusatzgeräte werden im Bereich der zuschaltbaren Achse angeordnet, so daß ein Feststellen, z. B. der Hinterachse, nicht mehr ausreicht. Es läßt sich zwar durch die Einkuppelung der zuschaltbaren Achse die Feststellung z. B. des Schleppers verbessern, dabei ist aber ein Risiko verbunden, ob der Fahrer das auch macht. Zumindest sind zwei voneinander unabhängige Bedienungshandgriffe zum sicheren Feststellen nötig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Achsantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der ohne Rücksicht auf die Stellung der Schaltkupplung für die zuschaltbare Achse die Feststellung aller antreibbaren Achsen durch nur eine Betätigung der Feststellbremse ermöglicht.

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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen vom Anspruch 1 erfüllt.

Durch die Anordnung der Feststellbremse im Achsantrieb in Verbindung mit der Schaltkupplung kann in besonders günstiger und, vom Aufbau her gesehen, auch in einfacher Weise durch das Zusammenwirken dieser beiden Aggregate die Feststellung der schaltbaren Antriebsachse auch dann erreicht werden, wenn diese Achse vom Antrieb her nicht mit dem Getriebe verbunden ist.

Die Feststellbremse wirkt kraftschlüssig, auch auf das Antriebsrad, und dann formschlüssig auf die Hauptantriebswelle, so daß alle Antriebswellen - also die mit dem Getriebe immer verbundenen und auch die schaltbaren Antriebswellen - bei Betätigung der Feststellbremse auch festgelegt werden. Die Anordnung nach der Erfindung benötigt darüber hinaus noch einen recht geringen Bauraum, so daß neben der technisch günstigen Lösung, dem einfachen Aufbau, auch der Platzbedarf relativ gering ist.

In den Ansprüchen 2 bis 13 wird die Erfindung besonders vorteilhaft ausgestaltet.

Durch die Verwendung von einer nassen Lamellenkupplung und einer ebenfalls nassen, spreizbaren Lamellenfeststellbremse nach Anspruch 2 ist die Unterbringung in einem Gehäuse besonders einfach und kostengünstig, weil Abschottungen für Trockenräume nicht erforderlich sind. Der Verschleiß und die Wartung sind bei einer solchen naßbetriebenen, lastschaltbaren Kupplung besonders gering.

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Akte 5659

Die ansich bekannte Lösung nach Anspruch 3, die Kupplung über Federkraft zu schließen und hydraulisch zu öffnen, ermöglicht in Verbindung der Wirkungsweise der Kupplung mit der Feststellbremse einen besonders günstigen und einfachen Aufbau.

Durch die Abstützung der Axialkräfte, allein an der Hauptwelle, wie es nach Anspruch 4 vorgesehen ist, müssen die Lager für die Hauptwelle in vorteilhafter Weise keine Axialkräfte aufnehmen.

Die konkrete Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 5, 6 und 7 zeigt Bauteile des Achsantriebes, die einzeln und in Kombinationen infolge Mehrfachfunktionen zu besonders einfachen Lösungen beitragen.

Nach Anspruch 8 ist es zwar möglich, über die Zuführung von Druckflüssigkeit in den Druckraum die Kupplung vom Federdruck zu entlasten. Bei geschlossener Feststellbremse bleibt jedoch auch die Kupplung noch geschlossen und öffnet sich erst beim Lösen der Feststellbremse.

Die Druckflüssigkeit öffnet über die Beaufschlagung des Druckkolbens nicht nur die Kupplung, sondern bewirkt über die Druckfläche am Übertragungskolben, wie im Anspruch 9 dargestellt, auch noch das leichte Anlegen der Lamellen in der Kupplung.

Akte 5659

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Diese Anlegekraft kann durch eine geeignete Veränderung vom Durchmesser des Obertragungskolbens nach Anspruch 10 sehr einfach abgestimmt werden.

Nach Anspruch 11 ist es auch möglich, die Kupplung voll zu lüften, also die Lamellen nicht mehr gegenseitig anzulegen, wenn in einfacher Weise der Druckkolben und Übertragungskolben verbunden wird oder einteilig ausgeführt ist.

Und schließlich ist es in besonders vorteilhafter Weise nach Anspruch 12 auch möglich, die Feststellbremse immer oder wahlweise als Betriebsbremse mit zu nutzen. Wenn das mechanische übertragungsgestänge der Feststellbremsanlage ζ. Β. durch einen mit dem Bremssystem verbundenen hydraulischen Betätigungszylinder zusätzlich beim Bremsen betätigt wird, wie es im Anspruch 13 vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel und anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Halbschnitt durch den Achsantrieb.

In der Figur 1 ist ein Achsantrieb mit einer Kupplung 2 und Feststellbremse 3 in einem Gehäuse 1 dargestellt. Die innen liegende und im Gehäuse 1 gelagerte Hauptwelle 4 hat einen Bund 41, der gleichzeitig als Lamellenträger für die Innenlamellen 21 und die Endlamelle 22 der Kupplung 2 eingerichtet

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ist, sowie einen Gelenkwellenanschluß 42 für die nicht dargestellte Verbindung zur Fahrzeugachse. Auf dieser Hauptwelle 4 des Achsantriebes ist axial fest, jedoch drehbar, das Antriebsrad 5 gelagert, was über die Stirnverzahnung 51 von einem nur andeutungsweise dargestellten Zwischenrad des Getriebes angetrieben wird. Ein erster Bund 52 des Antriebsrades 5 trägt sowohl die Federn 7 wie auch den Druckkolben 8, der in Verbindung mit dem Steg 5 3 und dem Zahnkopf 54 den Druckraum 55 bildet. Ein zweiter Bund 56 trägt z. B. eine Verzahnung 57 für die drehfeste Verbindung mit dem Lamellenträger 6. Die zweite Seite des Steges 53 ist auch als Reaktionsglied 58 für die Feststellbremse 3 ausgebildet, und der Steg selbst hat Durchbrüche für Obertragungskolben 9 von dem Druckkolben 8 zum Lamellenträger 6. Die Innenlamellen 31 der Feststellbremse 3 und die Außenlamellen 23 der Kupplung 2 sind an den parallel zur Hauptwelle 4 verlaufenden, nach außen gerichteten Verzahnungen 61 und nach innen gerichteten Verzahnungen 62 des im Querschnitt Z-förmigen Lamellenträgers 6 drehfest, jedoch axial verschiebbar angeordnet. Der radial verlaufende Verbindungssteg 63 ist mit der ersten Seite als Reaktionsglied 64 für die Feststellbremse 3 und mit seiner zweiten Seite als Druckkolben 65 für die Kupplung 2 wirksam. Die spreizbare Feststellbremse 3 hat noch mit dem Gehäuse 1 drehfest verbundene Spreizbacken 32 und Außenlamellen 33.

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/IO - ¹⁰

Die Antriebsverbindung der Achse mit dem Getriebe erfolgt bei geschlossener Kupplung 2 infolge des Druckes der Federn über den Druckkolben 8, die Obertragungskolben 9 auf den Lamellenträger 6. Die als Druckkolben 65 wirkende zweite Seite des radial verlaufenden Verbindungssteges 63 drückt dabei auf die Lamellen 21, 23 der Kupplung 2, die sich an der Endlamelle 22 abstützen. Damit erfolgt die kraftschlüssige Verbindung der Hauptwelle 4 mit dem Lamellenträger 6, der formschlüssig mit dem Antriebsrad 5 verbunden ist.

Zum Offnen der Kupplung 2 wird über Bohrungen 43, 44 und Ringnuten 45, 46 in der Hauptwelle 4 und Bohrungen 59 im Antriebsrad Druckflüssigkeit in den Druckraum 55 gedrückt. Der Druckkolben 8 bewegt sich in Richtung Federn 7 und entlastet dabei über die Obertragungskolben 9 den Lamellenträger 6. Der entstehende hohe axiale Druck der Federn 7 auf die Anlage in der Hauptwelle 4 kann dabei zur Verringerung der Reibung über Drucklager 48 abgefangen werden. Durch geeignete Anschläge 81 kann der Weg des Druckkolbens 8 begrenzt werden durch Veränderung der Größe der Druckfläche 92 am Obertragungskolben 9 ist es auch möglich, bei geöffneter Kupplung 2 die Lamellen 21 und 23 mit einer abgestimmten Restkraft anzulegen. Wird der Obertragungskolben 9 mit dem Druckkolben 8 verbunden - entweder einstückig oder z. B. formschlüssig mit einem Segerring ist es auch möglich, zwischen den Lamellen 21 und 23 der Kupplung 2 ein Lüftspiel zu erzielen.

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11. ^λ1

Wird das Bremsgestänge der Feststellbremse 3, das die Betätigung der Spreizbacken 3 2 bewirkt, mit einer vom Betriebsbremssystem beaufschlagten Kraft überlagert - z. B. durch einen hydraulischen Betätigungskolben - wirkt die Feststellbremse 3 auch als zusätzliche, verschleißarme Betriebsbremse. Dabei ist es möglich, diese Betätigung immer, aber auch wahlweise zu ermöglichen. Der Druckraum 55 und die Zuleitungen für die Druckflüssigkeit werden durch geeignete Dichtungen 47, 82 gegen zu großen Druckverlust abgedichtet.

Bei der Betätigung der Feststellbremse 3 wird unabhängig davon, ob die Kupplung 2 über den Druck der Federn 7 geschlossen oder infolge des Flüssigkeitsdruckes im Druckraum 55 über den Druckkolben 8 gegen die Federn 7 die Kupplung 2 geöffnet ist, sowohl die über die Kupplung 2 zu schaltende Achse wie auch die über das Getriebe verbundene Hauptantriebsachse festgelegt.

Die Betätigung der Feststellbremse ist sowohl rein mechanisch wie auch hydraulisch oder pneumatisch möglich. Bei einer z. B. mechanischen Betätigung werden über Kugeln oder Kurven - nicht dargestellt - die drehfest mit dem Gehäuse 1 verbundenen zwei Spreizbacken 32 in axialer Richtung gegen die Lamellenpakete gedrückt. Die Abstützung erfolgt dabei auf der einen Seite an der als Reaktionsglied 5 8 ausgebildeten Seite des Steges 53 vom Antriebsrad 5 und auf der anderen Seite über den radial verlaufenden Steg 63 des Lamellenträgers 6 und über das Lamellenpaket der Kupplung 2 an der auf der Antriebswelle 4 axial festgelegten Endlamelle 22.

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<J:te 5659

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte und beschriebene Beispiel beschränkt. So ist es z. B. auch denkbar, daß anstelle der Tellerfedern 7 Druckfedern angeordnet werden, auch ist es denkbar, die Feststellbremse oder Komb. Feststell- und Betriebsbremse nur als zusätzliche, verschleißarme Betriebsbremse zu verwenden.

29.11.1979
T-PA/pz-je

Akte 5659

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Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft 294^895 Friedrichshafen Achsantrieb Patentansprüche

1. Achsantrieb mit Kupplung für ein über mehr als eine Achse antreibbares Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- Im Gehäuse (1) des Achsantriebes ist neben der Kupplung (2) eine Feststellbremse (3) angeordnet, die Feststellbremse (3) verbindet sowohl die immer mit dem Antriebsstrang verbundene Hauptantriebsachse wie auch die schaltbare Achse mit dem Gehäuse (1), der Antrieb der schaltbaren Achse ist nur bei nicht betätigter Feststellbremse (3) abschaltbar.

2. Achsantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

Die Kupplung (2) ist eine nasse Lamellenkupplung, die Feststellbremse (3) ist eine spreizbare, nasse Lamellenbremse.

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3. Achsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Merkmale:

Die Kupplung (2) wird über Federkraft geschlossen und hydraulisch geöffnet.

4. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch das Merkmal:

Die Abstützung der Axialkräfte der Feststellbremse (3) erfolgt an der Hauptwelle (4) des Achsantriebes.

5. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale:

Der Lamellenträger (6) ist

Außenlame1lenträger (61) der Kupplung (2), Innenlamellenträger (62) der Feststellbremse (3), Reaktionsglied (64) für die Feststellbremse (3), Druckkolben (65) für die Lamellen (21, 23) der Kupplung (2) .

6. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale: Das Antriebsrad (5)

hat einen ersten Bund (52) zur Aufnahme der Federn (7) für die Kupplung (2),

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29^3395

- hat einen zweiten Bund (56) zur drehfesten Verbindung mit dem Lamellenträger (6), stützt sich beidseitig axial an der Hauptwelle (4) ab,

bildet mit seinem Steg (5 3) den Zahnkopf (54) und dem ersten Bund (52) sowie den Druckkolben (8) den Druckraum (55).

7. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- Der Steg (53) des Antriebsrades (5)

ist auf der einen Seite als Reaktionsglied (58) für die spreizbare Feststellbremse (3) ausgebildet, hat Durchbrüche für übertragungselemente (9) vom Druckkolben (8) zum Lamellenträger (6) .

8. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale:

Die Beaufschlagung der Kupplung (2) ist immer möglich, der Antriebsstrang für den Achsantrieb der schaltbaren Achse wird nur bei geöffneter Feststellbremse (3) getrennt .

9. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- Bei geöffneter Kupplung (2) werden durch eine auf den Übertragungskolben (9) wirkende Kraft der Druckflüssigkeit die Lamellen (21, 23) der Kupplung (2) leicht angelegt.

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Akte 5659

10. Achsantrieb nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch das Merkmal:

Durch geeignete Größe der Druckfläche (92) am Übertragungskolben (9) wird die Anlegekraft der Lamellen (21, 23) der Kupplung (2) abgestimmt.

11. Achsantrieb nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- Durch einstückige Ausbildung oder formschlüssige Verbindung von Druckkolben (8) und Übertragungskolben (9) wird die Anlegekraft an den Lamellen (21, 23) der Kupplung (2) beseitigt und ein Lüftspiel zwischen den Lamellen erreicht.

12. Achsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch das Merkmal:

Die Feststellbremse (3) wirkt auch zusätzlich als Betriebsbremse .

13. Achsantrieb nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch das Merkmal:

Das mechanische Betätigungsgestänge für die Peststellbremse wird durch einen mit dem Betriebsbremskreis immer oder wahlweise verbundenen hydraulischen Betätigungszylinder überlagert.

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