DE3900075C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Radkopf für Fahrzeuge mit
einer antreibenden Halbwelle, einer nassen, Außen- und
Innen-Bremsscheibe sowie eine Stützscheibe enthaltenden
Reibungsbremse und einem einen Zahnkranz enthaltenden
Planetengetriebe, welches antriebsseitig mit der Halbwelle
und abtriebsseitig mit einem ein Rad des Fahrzeuges
tragenden Achsengehäuse in Verbindung steht, wobei das
Achsengehäuse auf einem mit einem Fahrgestell des
Fahrzeuges fest verbundenen, die Halbwelle mindestens
teilweise umgebenden hohlen Achsschenkel drehbar gelagert
ist, auf dessen Umfang drehfest eine Kranznabe angeordnet
ist, in der ein auf die Bremsscheiben wirkender Bremskolben
axial verschiebbar gelagert ist.
In den Achsen von Lastwagen, insbesondere von
geländegängigen Lastwagen, wie sie im Hoch- und Tiefbau
sowie im Bergbau, aber auch in der Landwirtschaft und in
der Schwerindustrie verwendet werden, werden die obengenannten
Radköpfe als sog. Endantriebe mit
Planetengetriebe und nasser Mehrscheiben-Reibungsbremse
verwendet, die ein inneres Ölumwälzsystem für das
Planetengetriebe und die Reibungsbremse aufweisen.
Radköpfe der obengenannten, gattungsgemäßen Art, sind
beispielsweise aus den DE-OS 30 13 431 und 37 32 760
sowie der DE-PS 32 48 250 bekannt.
Allen genannten, gattungsgemäßen Radköpfen ist gemeinsam,
daß das Planetengetriebe und die Reibungsbremse jeweils
konstruktiv und funktionell eng miteinander verbunden sind.
Dies kommt bei den bekannten Radköpfen konstruktiv dadurch
zum Ausdruck, daß innerhalb ein- und desselben Zahnkranzes
sowohl das Planetengetriebe als auch - axial versetzt - die
Reibungsbremse wirksam sind.
Bei dieser bislang bekannten Bauart der Radköpfe ergeben
sich eine Reihe von Problemen, die sich wie folgt
zusammenfassen lassen:
- a) Aufgrund der Tatsache, daß das Planetengetriebe und die Reibungsbremse auf ein und dieselbe Innenverzahnung wirken, besteht die Gefahr, daß sich die Innenverzahnung bzw. der Zahnkranz mit dieser Innenverzahnung bei stärkeren Bremsvorgängen deformiert. Wenn dann gleichzeitig die Zähne des Planetengetriebes an der Innenverzahnung unter Last anliegen, ist durch die erwähnte Deformation das Tragbild und das Abwälzverhalten der Zähne der Planetenräder verändert. Solche Situationen, wie sie beispielsweise beim gleichzeitigen Einsatz der Reibungsbremse und einer Motorbremse auftreten, führen zu unzulässig hohen Verschleißerscheinungen, die sich negativ auf die Lebensdauer des Radkopfes auswirken.
- b) Die unerwünschte gegenseitige Beeinflussung von Planetengetriebe und Reibungsbremse kommt weiterhin dadurch zum Ausdruck, daß Schwingungen, die in jedem der beiden Systeme entstehen, über den gemeinsamen, einstückigen Innenzahnkranz auf das jeweils andere System übertragen werden. Da aber jedes der beiden Systeme, d. h. die Reibungsbremse und das Planetengetriebe Schwingungen ganz spezifischer Frequenz erzeugen, kann es bei den bekannten Konstruktionen zu unerwünschten Überlagerungen dieser Schwingungen sowie zu gefährlichen Resonanzerscheinungen kommen. Derartige Effekte können insbesondere dann auftreten, wenn sowohl die Reibungsbremse als auch das Planetengetriebe wirksam sind, d. h. in Fällen, wie sie unter a) dargelegt sind. In solchen Situationen können unzulässig hohe Materialbeanspruchungen an einzelnen Teilen des Radkopfes auftreten, was wiederum zu einem vorzeitigem Verschleiß führen kann. Darüber hinaus kann die Geräuschentwicklung des Radkopfes in solchen Fällen Werte erreichen, die außerhalb des Zumutbaren liegen.
- c) Schließlich besteht bei einigen der gattungsgemäßen
Radköpfe eine montage- und wartungsmäßige
Schwierigkeit. So ist eine separate Montage des
Planetengetriebes ohne Beeinträchtigung der hinter
diesem Getriebe liegenden Reibungsbremse nicht
möglich, da beide Systeme konstruktiv zusammenhängen.
Beim erstmaligen Zusammenbau ist ferner eine
Vormontage der Reibungsbremse innerhalb der Kranznabe
als komplett einbaufähiges Aggregat nicht möglich.
Eine solche Vormontage-Möglichkeit wird jedoch in der
Praxis immer wieder gefordert, damit die Endmontage
vereinfacht werden kann.
Zu den wartungsmäßigen Schwierigkeiten bei den bekannten Radköpfen gehört es ferner, daß eine einfache Überprüfung des Zustandes der Bremsscheiben von außen her - also ohne Teilmontage des Radkopfes - nicht möglich ist. Solche Überprüfungen sind jedoch behördlich vorgeschrieben und waren hinsichtlich der Durchführung bisher mit Schwierigkeiten verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radkopf
der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß eine
gegenseitige Beeinflussung von Planetengetriebe und
Reibungsbremse mit den sich daraus ergebenden Problemen und
Nachteilen vermieden und ein wartungs- und
montagefreundlicher Aufbau erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Reibungsbremse als Einheit in ihrer Gesamtheit innerhalb der
Kranznabe angeordnet ist, wobei die Außenbremsscheiben und
die Stützscheibe der Reibungsbremse in eine Innenverzahnung
der Kranznabe eingreifen und sich die Stützscheibe an der
Kranznabe axial abstützt, und daß der Zahnkranz des
Planetengetriebes an einer Außenverzahnung der Kranznabe in
momentübertragender Weise angeschlossen ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde,
- - daß die Reibungsbremse vollständig innerhalb der Kranznabe angeordnet ist, und zwar einschließlich der axial in der Kranznabe festgelegten Stützscheibe, die als Gegenlager der Druckkraft des Ringkolbens wirkt und
- - daß das Planetengetriebe und die Reibungsbremse nicht auf die gleiche Innenverzahnung wirken; vielmehr ist der Innenzahnkranz des Planetengetriebes ein anderes Teil als die Kranznabe mit ihrer Innenverzahnung, wenngleich beide Teile aneinander "in momentübertragender Weise" angeschlossen sind.
Die im Patentanspruch 1 enthaltene grundsätzliche Lehre
besteht mithin in der klaren konstruktiven und
funktionellen Trennung des Planetengetriebes von der
Reibungsbremse. Durch eine solche Trennung in Verbindung
mit den übrigen Merkmalen des Patentanspruchs 1 werden die
obenerwähnten Schwierigkeiten und Probleme vermieden:
Wie bereits erwähnt, steht der Zahnkranz zwar über seine
Innenverzahnung mit einer Außenverzahnung der Kranznabe in
Verbindung, jedoch nur "in momentübertragender Weise". Auf
diese Weise kann sich der Zahnkranz gegenüber der Kranznabe
zwar nicht verdrehen, aber leicht bewegen, so daß er sich
stets an die in ihm umlaufenden Planetenräder voll anpassen
kann, so daß deren Tragbild verbessert und somit deren
Verschleiß auf ein Minimum herabgesetzt wird. Da ferner die
Reibungsbremse sich einschl. der Stützscheibe vollständig
innerhalb der Kranznabe befindet, können weder Verformungen
noch Schwingungen von der Reibungsbremse zum
Planetengetriebe oder umgekehrt übergreifen und jeweils im
anderen Aggregat die oben dargelegten schädlichen Wirkungen
entfalten.
Dadurch, daß sich ferner die Stützscheibe axial an der
Kranznabe abstützt, verlaufen die beim Bremsvorgang
auftretenden Kräfte auf einem sehr kurzen Kraftfluß-Weg,
nämlich nur vom Ringkolben über das Bremsscheibenpaket und
die Stützscheibe auf die Kranznabe und von dort widerum
zurück (über die Hydraulikflüssigkeit) auf den Ringkolben.
Beim Stand der Technik, also bei allen gattungsgemäßen
Radköpfen, ist dieser Kraftflußweg wesentlich länger und
führt über eine Vielzahl von Teilen. Auf diese Weise treten
dort auch in erhöhtem Maße unerwünschte Verformungen auf.
Schließlich ergibt sich als montagemäßiger Vorteil, daß die
Kranznabe einschl. Ringkolben, Bremsscheibenpaket und
Stützscheibe als komplettes Aggregat einbaufertig
vormontiert und an eine Montagestraße angeliefert werden
kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
die Halbwelle an ihrem äußeren Ende mit einer die Funktion
eines Sonnenrades erfüllenden Verzahnung versehen. Diese
Verzahnung kann der jeweiligen Konstruktion entsprechend
entweder einstückig am äußeren Ende der Halbwelle
angeordnet, d. h. in die Halbwelle mit eingearbeitet sein,
oder von einer äußeren Verzahnung eines Zwischenstückes
gebildet werden, das in die in der Halbwelle ausgebildete
Verzahnung eingreift.
In entsprechender Weise können auch die Innenbremsscheiben
der Reibungsbremse an einer an der Halbwelle ausgebildeten
Verzahnung in momentübertragender Weise angeschlossen sein.
So können die Innenbremsscheiben entweder in eine
unmittelbar auf der Halbwelle ausgebildete Verzahnung
eingreifen oder an eine äußere Verzahnung eines
Zwischenstückes angeschlossen sein, das mit der an der
Halbwelle ausgebildeten Verzahnung in momentübertragender
Weise verbunden ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Anordnung
auch derart getroffen sein, daß die Innenbremsscheiben der
Reibungsbremse an einer außenverzahnten Verlängerung des
das Sonnenrad bildenden Zwischenstückes angeschlossen sind.
Aufgrund der konstruktiven Trennung des Zahnkranzes von der
Kranznabe ist es erforderlich, diese Teile hinsichtlich
einer axialen Verschiebung zueinander zu sichern. Eine
besonders vorteilhafte Sicherung wird dadurch erreicht, daß
der Zahnkranz gegenüber der Kranznabe in der einen Richtung
mittels einer Schulter und in der anderen Richtung mittels
eines Sprengringes gesichert ist.
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausgestaltung wird
bei einem Radkopf der erfindungsgemäßen Art dadurch
erreicht, daß die Verbindung zwischen dem Achsschenkel und
der Kranznabe zum Teil als Ringfläche mit relativ enger
Passung und zum Teil als momentübertragende Verzahnung
ausgebildet ist.
Grundsätzlich ist es möglich, die Lagerung des
Achsengehäuses in verschiedenster Weise vorzunehmen.
Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn das Achsengehäuse
zum Teil auf dem Achsschenkel und zum Teil auf der
Kranznabe über Rollenlager gelagert ist. Zur Einstellung
der axialen Lage der Kranznabe auf dem Achsschenkel sowie
zur Justierung des Spieles der Rollenlager ist es in einem
solchen Fall vorteilhaft, eine Lagermutter vorzusehen, die
auf dem Achsschenkel gelagert ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die
Außenbremsscheiben und die Innenbremsscheiben der
Reibungsbremse abwechselnd zwischen einer Stützscheibe und
einem Bremskolben angeordnet. Dabei wird vorteilhafterweise
die Stützscheibe durch die Innenverzahnung der Kranznabe
gegen Verdrehung und mittels eines Sprengringes gegen
Verschiebung gesichert.
Vorteilhaft ist es, den Bremskolben als in einer Bohrung
der Kranznabe druckmitteldicht verschiebbaren Ringkolben
auszubilden und eine Druckfeder vorzusehen, welche den
Ringkolben in seinen Ruhezustand zurückschiebt.
Um einen wartungs- und montagefreundlichen Aufbau zu
erzielen, ist es vorteilhaft, das Achsengehäuse an seinem
dem Fahrzeuggestell entgegengesetzten Ende mit einem
Planetenträger des Planetengetriebes abzuschließen und
diesen mit einem Deckel zu versehen.
Bei einer derartigen Anordnung ist es zur Überprüfung des
Bremsscheibenverschleißes vorteilhaft, mindestens eine
Bohrung vorzusehen, die durch den Deckel, den
Planetenträger und die Innenbremsscheiben hindurchgeht und
im Bereich des Bremskolbens ausmündet. In einem solchen
Fall kann mittels einer einfachen Meßeinrichtung der
Bremsscheibenverschleiß auf einfache Weise unmittelbar und
ohne Demontagearbeit kontrolliert werden.
Um das Eindringen von Schmutz zu vermeiden, ist es in einem
solchen Fall vorteilhaft, die Bohrung mittels einer
Schraube abzuschließen.
Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren
Verständnis drei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Radkopfes,
Fig. 2 einen Teil des Schnittes gemäß Fig. 1, jedoch in größerem
Maßstab und für eine andere Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Fig. 2, jedoch für eine weitere
vorteilhafte Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt das radseitige Ende einer Antriebsachse, d. h. den
Radkopf eines Fahrzeuges in einer ersten vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung. An einem Fahrzeuggestell 1 des Fahrzeuges ist
durch Schrauben 2 ein Achsschenkel 3 angeschlossen, der
neuartig ausgebildet ist. Durch diesen hohlen Achsschenkel 3
ist eine angetriebene Halbwelle 4 hindurchgeführt.
An dem Achsschenkel 3 ist ein gegenüber diesem verdrehbares Achsengehäuse
5 angeordnet, auf dessen Flansch 6 ein Rad 7 des
Fahrzeuges montiert ist. Die Verdrehbarkeit des Achsengehäuses 5
wird durch Radlager 8, 9 bewerkstelligt, die in diesem Ausführungsbeispiel
als Kegelrollenlager ausgebildet sind. Der Innenraum des Achsengehäuses
5 ist durch eine Dichtung 10 nach außen
abgedichtet.
An den Achsschenkel 3 ist eine stationäre
Kranznabe 11 angeschlossen. Zu diesem Zwecke ist eine
Verbindung
vorgesehen, die zum Teil als eine radial mit enger Passung ausgestattete Ring-Fläche 12, und zum Teil als eine
momentübertragende Verzahnung 13 ausgebildet
ist. Das zur Lagerung des Achsengehäuses 5 vorgesehene
eine Radlager 8 ist an der Kranznabe 11, das andere Radlager
9 zwischen dem Achsschenkel 3 und dem Achsengehäuse 5 angeordnet.
Die axiale Position der Kranznabe 11 kann durch eine Lagermutter
14 bestimmt werden, wodurch zugleich das Spiel der
Radlager 8, 9 d. h. der Lagerspalt eingestellt werden kann. Die
Lagermutter 14 ist gegen Verdrehung mit einem Stützring 23
und einer weiteren Lagermutter 15 gesichert.
Erfindungsgemäß umgibt die Kranznabe 11 eine Mehrscheiben-Reibungsbremse
16 des Radkopfes über den gesamten Umfang. Diese Reibungsbremse
16 besitzt einen als Ringkolben ausgebildeten Bremskolben
17, der durch Dichtringe 18 abgedichtet und durch zwei Führungsringe
19 in einer Bohrung der Kranznabe 11
verschiebbar geführt ist. Die beiden Führungsringe 19 sind auf unterschiedlichen
Durchmessern vorgesehen.
Auf den Bremskolben 17 wirkt eine Rückholfeder
20 ein, die als eine Druckfeder den
Bremskolben 17 in seine Ausgangsposition zurückschiebt. Die Rückholfeder
20 stützt sich einerseits auf einer auf einem in dem
Bremskolben 17 befindlichen Sprengring 21 aufliegenden Scheibe
22, andererseits an dem Stützring 23 auf.
An die Stirnfläche des Bremskolbens 17 sind über eine
Druckscheibe 24 jeweils abwechselnd Innenbremsscheiben 25 und Außenbremsscheiben
26 der Mehrscheiben-Reibungsbremse 16 angeschlossen.
Die auf diese Weise gebildete Bremsscheibenpackung ist durch
eine Stützscheibe 27 abgeschlossen.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die Innenbremsscheiben 25 an einer an der Halbwelle 4
ausgebildeten Verzahnung 28, und die Außenbremsscheiben 26
an einer auf der Innenfläche der Kranznabe 11 in diesem
Abschnitt ausgebildeten Innenverzahnung 29 angeschlossen.
An der Verzahnung 28 der Halbwelle 4 ist ferner die innere
Druckscheibe 24 angeschlossen. Die Stützscheibe 27 ist in
Achsrichtung nach außen gesichert, wofür ein Sprengring 31 in
der Kranznabe 11 angeordnet ist.
Als weitere Einheit ist ein Planetengetriebe in dem Radkopf
vorgesehen. Dieses Getriebe besitzt einen Zahnkranz 32, der in momentübertragender Weise,
jedoch mit einer kleinen Bewegungsmöglichkeit an dem
freien Ende der Kranznabe 11 angeschlossen ist. Zu diesem
Zwecke ragt in den mit einer inneren Verzahnung versehenen
Zahnkranz 32 eine Schulter 33 hinein, die an der
Kranznabe 11 ausgebildet ist. Im Bereich ihres äußeren Durchmessers ist die
Kranznabe 11 auf diesem Abschnitt mit einer Außenverzahnung
34 versehen, die in Eingriff mit der Verzahnung des Zahnkranzes
32 steht. In der anderen Richtung ist die axiale Lage
des Zahnkranzes 32 durch einen Sprengring 35 bestimmt, der in
einer Aussparung des Zahnkranzes 32 vorgesehen ist und worauf
sich die Außenverzahnung 34 abstützt.
In die Verzahnung des Zahnkranzes 32 greifen Planetenräder 36
ein, die durch Nadelrollen 37 auf Planetenzapfen 38 verdrehbar
gelagert sind. Die Planetenräder 36 sind wie gewöhnlich
um ein Sonnenrad 39 des Planetengetriebes
gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Planetenzapfen 38 sind
in einem Planetenträger 40 gegen Verschiebung und
Verdrehung durch Kugeln 41 festgelegt. Die Kugeln 41 sitzen jeweils
in einem Nest der Planetenzapfen 38 und greifen in eine
Aussparung der Planetenträger 40 ein.
Der Planetenträger 40 ist durch Schrauben 42 an dem Achsengehäuse
5 befestigt. Eine der Schrauben 42 ist als Ablaßschraube
43 für ein Schmiermittel ausgebildet.
In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sonnenrad
39 als Teil der Halbwelle 4 ausgebildet. Zu diesem
Zwecke ist das freie Ende der Halbwelle 4 mit einer
Verzahnung versehen, in die die Planetenräder 36 eingreifen.
Der Radkopf ist auf der Außenseite mit einem Deckel 44
abgeschlossen, der durch Schrauben 45 an dem Planetenträger
40 befestigt ist. In dem Deckel 44 ist zentral ein Anschlag
46 vorgesehen, der die Halbwelle 4 in axialer Richtung abstützt.
In Fig. 1 ist ferner ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen
Radkopfes, nämlich eine Anordnung für eine äußerst einfache
Überprüfung des Verschleißes der Bremsscheiben 25,
26 der Reibungsbremse 16 dargestellt. In dem Planetenträger 40 sind
hierzu mindestens zwei Bohrungen 47 ausgebildet, die
auch durch die Bremsscheiben 25, 26 hindurchragen und
auf der der Druckscheibe 24 zugewandten Fläche des Bremskolbens
17 münden. Die Bohrungen 47 sind in dem Planetenträger
40 mit einem Innengewinde versehen, in das diese Bohrungen
47 verschließende Schrauben 45 eingeschraubt werden können. Durch mindestens
eine der Bohrungen 47 kann die der Druckscheibe
24 zugewandte Fläche des Bremskolbens 17 ohne Hindernis erreicht
werden. Zur Durchführung der Überprüfung wird an die
Bohrung 47
eine Meßuhr 48 angeschlossen, deren Meßfinger 49 auf
dem Bremskolben 17 aufliegt.
Der Radkopf
wird durch ein Schmiermittel geschmiert und gekühlt, wozu ein
Ölumwälzsystem vorgesehen ist. Hierfür ist an beiden Seiten der Verzahnung
der Halbwelle 4, wie in Fig. 1 dargestellt, jeweils
eine kegelige Fläche 50 vorgesehen, die das auf der Halbwelle 4
befindliche Schmiermittel unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft
zu den Bremsscheiben 25, 26 leitet. Gleichzeitig wird die im Bereich
der Verzahnungen der Planetenräder 36 und des Sonnenrades 39
austretende Ölmenge durch diese kegelige Fläche 50 ebenfalls
zu den Bremsscheiben 25, 26 geführt. Die in der anderen Richtung
austretende Ölmenge wird mit auf dem Deckel 44 ausgebildeten
Rippen 51 durch Bohrungen 52 der Planetenzapfen 38
zu den Bremsscheiben 25, 26 geführt. Die Rippen 51 wirken
dabei als Zentrifugalpumpe. Die im Bereich der Verzahnungen des Zahnkranzes
32 und der Planetenräder 36 austretende Ölmenge wiederum wird durch die
Kopfspalte der Verzahnung zu der Stützscheibe 27 und damit ebenfalls zu den Bremsscheiben
25, 26 geleitet.
Die beim Bremsen entstehende Wärmemenge wird von dem Öl aufgenommen
und die Reibungsbremse 16 dadurch gekühlt. Das erwärmte
Öl wird von den Bremsscheiben 25, 26 durch in der
Kranznabe 11 in Höhe der Druckscheibe 24 ausgebildete Bohrungen
54 in einen Ölraum 55 des Achsengehäuses 5 gefördert,
worin dieses mit der äußeren Wandung des Achsengehäuses 5 in
Berührung kommt und sich dabei abkühlt. Das abgekühlte Öl
wird dann durch Bohrungen 57 der Kranznabe 11 sowie zwischen
der Wandung der Kranznabe 11 und dem Bremskolben 17 wieder zu
den Bremsscheiben 25, 26 geleitet. In dieser Weise wird eine ständige
Zirkulation und Kühlung des Öls erreicht.
Der Bremskolben 17 der Reibungsbremse 16 wird wie gewöhnlich
hydraulisch betätigt, wozu eine hydraulische Flüssigkeit unter
Druck durch eine Bohrung 61 des Achsschenkels 3 sowie durch
eine Bohrung 62 in der Kranznabe 11 in den zwischen dem
Bremskolben 17 und der Kranznabe 11 ausgebildeten abgedichteten
Raum geleitet wird. Beim Übergang der Bohrung 61 in
die Bohrung 62 ist zwischen dem Achsschenkel 3 und der Kranznabe
11 ein O-Ring 63 als Dichtung vorgesehen.
Die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Ausführungsform
der Erfindung hat folgende Funktion:
Die Drehbewegung wird von dem Getriebe des Fahrzeuges auf die
Halbwelle 4 übertragen, die sowohl das Planetengetriebe und
zwar die Planetenräder 36, als auch die an der Innenverzahnung
29 angeschlossenen Innenbremsscheiben 25 antreibt.
Andererseits hält der an dem Fahrzeuggestell 1
befestigte Achsschenkel 3 die Kranznabe 11 mit Hilfe der
Verzahnung 13 stationär. An der stationären Kranznabe 11 sind
über die Innenverzahnung 29 die Außenbremsscheiben 26 und über die Außenverzahnung 34 dem Zahnkranz 32 angeschlossen. An
der inneren Verzahnung des Zahnkranzes 32 laufen die Planetenräder
36, deren Drehbewegung durch die Planetenzapfen
38 an den Planetenträger 40 und von dort auf das
Achsengehäuse 5 und schließlich auf das auf dem Flansch 6
des Achsengehäuses 5 montierte Rad 7 weitergegeben wird.
Beim Bremsen wird die hydraulische Flüssigkeit unter Druck durch die Bohrungen
61 und 62 in den abgedichteten Raum zwischen dem
Bremskolben 17 der Reibungsbremse 16 und der Kranznabe 11 geleitet.
Unter der Druckkraft der Flüssigkeit bewegt sich der
Bremskolben 17 gegen die Kraft der Feder 20 in Richtung der
Druckscheibe 24 und legt sich an dieser an. Über die Druckscheibe
24 werden die sich drehenden Innenbremsscheibe 25 und
die stationären Außenbremsscheiben 26 aufeinandergepreßt. Dabei stützen
sie sich auf der durch den Sprengring 31 axial gesicherten
Stützscheibe 27 ab. Durch die Reibung zwischen den Bremsscheiben
25, 26, wird die
Bremswirkung erzielt, durch welche die Verzahnung 28 und damit die Halbwelle
4 zum Stehen gebracht wird. Gleichzeitig damit wird zwangsläufig
das Rad 7 abgebremst.
Durch die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung
wird die Montage des Radkopfes erleichtert. Der Bremskolben
17, der Führungsring 19, der Dichtring 18, die Druckscheibe
24, die Rückholfeder 20, die Unterscheibe 22 und der
Sprengring 21 der Reibungsbremse 16 können mit der Kranznabe
11 zusammen als vormontierte Einheit in das Achsengehäuse 5
eingelegt werden. Ebenfalls als vormontierte Einheit können
die an dem Planetenträger 40 befestigten Planetenzapfen 38
mit den daran angeordneten Nadelrollen 37 und Planetenrädern
36 ausgebildet sein. Dadurch wird der erfindungsgemäße
Radkopf auch wartungsfreundlicher, und zwar in erster Linie dadurch,
daß bei Reparaturarbeiten an dem Radkopf die Räder 7 von dem
Fahrzeug nicht abgenommen werden müssen. Das Planetengetriebe
kann mit Hilfe des Planetenträgers 40 im ganzen
entfernt werden, wonach die Reibungsbremse 16 unmittelbar zugänglich
ist. Das Ersetzen der Bremsscheiben 25, 26 ist nach dem
Entfernen des Sprengringes 31 unmittelbar möglich.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Radkopfes ist
darin zu sehen, daß die technische Überprüfung der
Reibungsbremse 16, z. B. bei behördlichen Kontrollen äußerst
einfach ist und ohne irgenwelche Zerlegung des Radkopfes erfolgen
kann. Mit der Meßuhr 48 kann die resultierende Bewegung des
Bremskolbens 17 überwacht werden, die bereits alle Verschleißwerte
enthält. Diese Messung liefert also ein Endergebnis
in Hinsicht auf den technischen Zustand der Reibungsbremse
16.
In Fig. 2 ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Radkopfes dargestellt. Im wesentlichen
unterscheidet sich diese zweite Ausführungsform von der ersten
durch den Anschluß der Reibungsbremse 16 an die Halbwelle 4.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist nämlich auf die auf der
Halbwelle 4 ausgebildete Verzahnung 28 ein Zwischenstück 65 aufgesetzt,
das ringförmig ausgebildet ist und auf seiner Innenseite eine in die Verzahnung
28 eingreifende Verzahnung, sowie auf seiner Außenseite eine zum Anschluß
der Innenbremsscheiben 25 ausgebildete Verzahnung aufweist.
Die axiale Position des Zwischenstückes 65 ist durch einen
Sprengring 66 gesichert, der in einer Aussparung der Verzahnung
28 sitzt. Die Außenbremsscheiben 26 schließen sich unverändert
an die Innenverzahnung 29 der Kranznabe 11 an.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform funktioniert in derselben Weise wie die in
Fig. 1 beschriebene Ausführungsform. Der Unterschied liegt lediglich darin, daß
durch die Anwendung des Zwischenstückes 65 die Reibungsbremse
16 zur Aufnahme einer größeren Belastung geeignet ist, da
sie auf dem Außendurchmesser des Zwischenstückes 65 ein
größeres Moment von den Innenbremsscheiben 25 übernehmen
kann.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem
sowohl der Anschluß der Reibungsbremse 16 an die
Halbwelle 4 als auch die Ausbildung des Planetengetriebes
unterschiedlich sind. Das Zwischenstück 65 hat in diesem Fall eine innen-
und außenverzahnte Verlängerung 64, wobei die äußere Verzahnung
als Sonnenrad 39 des Planetengetriebes ausgebildet
ist. Das Sonnenrad 39 ist somit nicht in einem Stück
mit der Halbwelle 4, sondern von dieser getrennt ausgebildet und
kann als Hülse auf das Ende der Halbwelle 4 aufgesetzt
werden.
Die Funktion dieser Ausführungsform ist ebenfalls dieselbe
wie vorher erwähnt. Die von der Halbwelle 4 getrennte Ausbildung des
Sonnenrades 39 erhöht die Flexibilität des erfindungsgemäßen
Radkopfes und bietet darüber hinaus die Möglichkeit, unterschiedliche
Übersetzungen durch einen Austausch des Sonnenrades
39 zu verwirklichen, bzw. die Belastbarkeit des Radkopfes zu
verändern.
In den beiden letzteren Ausführungsformen kann der Verschleiß
der Reibungsbremse 16 ebenfalls mit einer Meßuhr
48 überprüft werden, wie die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die beiden Ausführungsformen
der Fig. 2 und 3 zu kombinieren, d. h. das
Zwischenstück 65 und die Verlängerung 64 als selbständige
Teile auszubilden. In diesem Fall können sowohl das Planetengetriebe
als auch die Reibungsbremse 16 voneinander unabhängig
verändert werden.
Claims (17)
1. Radkopf für Fahrzeuge mit einer antreibenden Halbwelle
(4), einer nassen, Außen- (26) und Innenbremsscheiben
(25) sowie eine Stützscheibe (27) enthaltenden
Reibungsbremse (16), und einem einen Zahnkranz (32)
enthaltenden Planetengetriebe, welches antriebsseitig
mit der Halbwelle, und abtriebsseitig mit einem ein
Rad (7) des Fahrzeuges tragenden Achsengehäuse (5) in
Verbindung steht, wobei das Achsengehäuse (5) auf
einem mit einem Fahrgestell (1) des Fahrzeuges fest
verbundenen, die Halbwelle (4) mindestens teilweise
umgebenden hohlen Achsschenkel (3) drehbar gelagert
ist, auf dessen Umfang drehfest eine Kranznabe (11)
angeordnet ist, in der ein auf die Bremsscheiben
wirkender Bremskolben (17) axial verschiebbar gelagert
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reibungsbremse (16) als Einheit in ihrer Gesamtheit
innerhalb der Kranznabe (11) angeordnet ist, wobei die
Außenbremsscheiben (26) und die Stützscheibe (27) der
Reibungsbremse (16) in eine Innenverzahnung (29) der
Kranznabe (11) eingreifen und sich die Stützscheibe
(27) an der Kranznabe (11) axial abstützt, und daß der
Zahnkranz (32) des Planetengetriebes an einer
Außenverzahnung (34) der Kranznabe (11) in
momentübertragender Weise angeschlossen ist.
2. Radkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbwelle (4) an ihrem äußeren Ende mit einer die
Funktion eines Sonnenrades (39) erfüllenden Verzahnung
versehen ist.
3. Radkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Innenbremsscheiben (25) der Reibungsbremse (16) an
einer an der Halbwelle (4) ausgebildeten Verzahnung
(28) in momentübertragender Weise angeschlossen sind.
4. Radkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Innenbremsscheiben (25) der Reibungsbremse (16) an
einer äußeren Verzahnung eines Zwischenstückes (65)
angeschlossen sind, das mit der an der Halbwelle (4)
ausgebildeten Verzahnung (28) in momentübertragender
Weise verbunden ist.
5. Radkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sonnenrad (39) des Planetengetriebes durch eine
Verzahnung (67) an dem diesseitigen Ende der Halbwelle
(4) angeschlossen ist.
6. Radkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Innenbremsscheiben (25) der Reibungsbremse (16) an
einer außenverzahnten Verlängerung (64) des
Sonnenrades (39) in momentübertragender Weise
angeschlossen sind.
7. Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe durch seinen
Planetenträger (40) dem Achsengehäuse (5) zugeordnet
ist, wobei an dem Sonnenrad (39) die Planetenräder
(36), an diesen ein diese umgebender Zahnkranz (32)
und an diesem durch ihre Außenverzahnung (34) die
Kranznabe (11) angeschlossen sind, und die
Außenbremsscheiben (26) der Reibungsbremse (16) mit
der Innenverzahnung (29) der Kranznabe (11) in
momentübertragender Weise verbunden sind.
8. Radkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zahnkranz (32) mit einem Sprengring (35) und einer
Schulter (33) in der Kranznabe (11) gegen axiale
Verschiebung gesichert ist.
9. Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem
Achsschenkel (3) und der Kranznabe (11) zum Teil als
Ringfläche (12) enger Passung und zum Teil als
momentübertragende Verzahnung (13) ausgebildet ist.
10. Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Achsengehäuse (5) zum Teil auf
dem Achsschenkel (3) und zum Teil auf der Kranznabe
(11) durch Rollenlager (8, 9) gelagert ist, wobei
mindestens eine, die axiale Lage der Kranznabe (11) an
dem Achsschenkel (3) sowie das Spiel der Rollenlager
(8, 9) einstellende Lagermutter (14) an dem
Achsschenkel (3) angeordnet ist.
11. Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenbremsscheiben (26) und
die Innenbremsscheiben (25) der Reibungsbremse (16)
abwechselnd zwischen einer Stützscheibe (27) und einem
Bremskolben (17) angeordnet sind.
12. Radkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stützscheibe (27) durch die Innenverzahnung (29)
der Kranznabe (11) gegen Verdrehung und mittels eines
Sprengringes (31) gegen eine den Bremsscheiben (25,
26) entgegengerichtete axiale Verschiebung gesichert
ist.
13. Radkopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bremskolben (17) als ein in
einer Bohrung (62) der Kranznabe (11) druckmitteldicht
verschiebbarer Ringkolben ausgebildet ist, welchem
eine diesen in seinen Ruhezustand zurückschiebende
Druckfeder (20) zugeordnet ist.
14. Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß an mindestens einer Seite der
Verzahnung (28) der Halbwelle (4) eine ein
Schmiermittel zu den Bremsscheiben (25, 26) der
Reibungsbremse (16) leitende kegelige Fläche (50)
vorgesehen ist.
15. Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Achsengehäuse (5) an seinem
dem Fahrzeuggestell (1) entgegengesetzten Ende mit dem
Planetenträger (40) abgeschlossen ist, der mit einem
Deckel (44) versehen ist.
16. Radkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Innenfläche des Deckels (44) radiale Rippen
(51) vorgesehen sind, die das Schmiermittel von den
Verzahnungen der Planetenräder (36) und des Sonnenrades
(39) durch Bohrungen von Planetenzapfen (38) zu den
Bremsscheiben (25, 26) leiten.
17. Radkopf nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Überprüfung des
Bremsscheibenverschleißes mindestens eine, den Deckel
(44), den Planetenträger (40) sowie die
Innenbremsscheiben (25) durchgehende und auf den
Bremskolben (17) ausmündende Bohrung (47) vorgesehen
ist, die von außen mit einer Schraube (45)
abgeschlossen ist.
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