DE4011021A1 - Fluessigkeitsgekuehlte lamellenbremse - Google Patents
Fluessigkeitsgekuehlte lamellenbremseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine
flüssigkeitsgekühlte Lamellenbremse, bei der auf einer
Antriebswelle ein innerer Lamellenträger drehfest zur
Abstützung von inneren Bremslamellen gelagert ist, und
äußeren Bremslamellen, die an einem äußeren Lamellenträger
abgestützt sind, einer zum inneren Lamellenträger führenden
Zuleitung für Kühlmittel, das durch radial verlaufende
Kanäle des inneren Lamellenträgers den inneren und äußeren
Bremslamellen zuströmt und über eine Ableitung des äußeren
Lamellenträgers abfließt.
Flüssigkeitsgekühlte Lamellenbremsen der eingangs
genannten Art werden auf dem Gebiet der Antriebstechnik
häufig verwendet. Bevorzugt werden derartige Lamellenbremsen
insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise
Radladern, eingesetzt. Bekanntlich unterliegen derartige
Nutzfahrzeuge extremen Einsatzbedingungen. Dementsprechend
hoch belastet werden auch die flüssigkeitsgekühlten
Lamellenbremsen. Es ist nicht außergewöhnlich, daß
beispielsweise bei einem Radlader im Betriebsfall "Laden"
die Lamellenbremsen bis zu siebenmal in der Minute bei
voller Motorleistung betätigt werden. Bei einer derartigen
Belastung kann es nicht verwundern, daß das Kühlmittel hohe
Grenztemperaturen erreichen kann, was insbesondere bei
unzureichendem Kühlmitteldurchsatz und hohen
Außentemperaturen der Fall sein wird.
Aus der DE-OS 37 32 760 ist eine Reibungsbremse mit
Flüssigkeitskühlung bekannt geworden, bei der das Kühlmittel
einem Ringraum zugeführt wird, worauf es anschließend
zwischen den Lamellen einer Lamellenbremse unter Ausnutzung
der Fliehkraft nach außen geschleudert wird. Der
Kühlmittelumlauf ist von der Betätigung der Lamellenbremse
abhängig, da während des Schließens bzw. Öffnens der
Lamellenbremse die Zuleitung geöffnet bzw. geschlossen wird.
Dies ist nachteilig, weil die Temperaturerhöhung der
Lamellenbremse mit zeitlicher Verzögerung erfolgt. Hinzu
kommt, daß der Kühlmitteldurchsatz durch das Lamellenpaket
der Lamellenbremse zu langsam erfolgt. Das zur Verfügung
stehende Kühlmittelvolumen ist unzureichend und heizt sich
demzufolge unter ungünstigen Bedingungen schnell auf hohe
Temperaturen auf.
Aus der europäischen Patentschrift 00 76 387 B1 ist
eine Fahrzeugachse mit einem Kühlmittelkreislauf
bekanntgeworden, bei dem eine Pumpe für den Zwangsumlauf des
Kühlmittels sorgt. Das Kühlmittel wird durch die Pumpe über
ein Saugrohr aus einem Sammelbehälter angesaugt und über
weitere Rohrleitungen dem Lamellenpaket der Lamellenbremse
zugeführt. Bei der Pumpe handelt es sich um ein relativ
aufwendiges, teures Bauteil, das von Fremdkörpern besonders
sorgfältig abgeschirmt werden muß. Dies erfolgt bei der
vorbekannten Lösung durch das Einschalten eines Filters, der
den bekanntlich relativ hohen Anteil von Fremdkörpern im
umlaufenden Kühlmittel von der Pumpe fernhalten soll. Um
eine zuverlässige Funktion zu gewährleisten, ist eine
Kontrolle des Filters notwendig, was einen erhöhten
Wartungsaufwand bedeutet.
Aus der britischen Patentanmeldung 20 91 359 A ist
ferner ein Radkopf für Triebräder von Fahrzeugen
bekanntgeworden, bei dem die Radnabe, in der ein
Planetengetriebe und eine Lamellenbremse untergebracht ist,
mit Kühlmittel teilweise gefüllt ist. Die Radnabe ist auf
einer Hohlachse drehantreibbar gelagert und wird von einer
Antriebswelle durchsetzt. Zwischen der Antriebswelle und der
Hohlachse wird ein Ringspalt gebildet, durch den das
Kühlmittel dem Radkopf zufließt. Der Ringspalt mündet in
eine Querbohrung in der Antriebswelle. Durch eine in
Längsrichtung der Antriebswelle verlaufende Bohrung wird
eine Verbindung zwischen der Querbohrung und radial
verlaufenden Kanälen in der Antriebswelle und einem
Lamellenträger, der Bestandteil des inneren Zentralrads des
Planetengetriebes ist, hergestellt. Das an der Peripherie
der Lamellenbremse austretende Kühlmittel wird über
Öffnungen in einem Hohlradträger des Planetengetriebes
abgeleitet. Bei dieser Anordnung ist die Gestaltung der
Zuleitung für das Kühlmittel einerseits in
fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig und andererseits in
bezug auf die Festigkeit der Antriebswelle nachteilig.
Ferner muß eine externe Pumpe - mit den vorstehend erwähnten
Nachteilen - eingesetzt werden, um das Kühlmittel
umzuwälzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine flüssigkeitsgekühlte Lamellenbremse der eingangs
genannten Art durch Steigerung des Kühlmitteldurchsatzes und
der Intensität der Kühlmittelumwälzung zu verbessern. Zudem
soll die Anordnung gegenüber Fremdkörpereinwirkung
unempfindlich sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß der innere Lamellenträger als Förderrad
ausgebildet ist, das mit der Drehzahl der Antriebswelle
umläuft und vom Kühlmittel im Bereich der Antriebswelle -
bezogen auf deren Längenerstreckung - axial angeströmt ist.
Die Gestaltung des Lamellenträgers als Förderrad, das zudem
mit der Drehzahl der Antriebswelle umläuft, bewirkt eine
erhebliche Steigerung des Kühlmitteldurchsatzes pro
Zeiteinheit. Durch die mit der Drehzahl der Antriebswelle
umlaufenden inneren Bremslamellen bleibt die hohe
spezifische Bremsleistung der Lamellenbremse erhalten. Die
Ausgestaltung des ohnehin erforderlichen Lamellenträgers als
Förderrad ermöglicht eine einfache, kostengünstige Bauweise.
Das Förderrad kann konstruktiv einfach dargestellt werden,
so daß die Anordnung völlig unempfindlich gegenüber im
Kühlmittel mitgeführten Fremdkörpern ist. Der Lamellenträger
ist so angeordnet, daß das Kühlmittel das Förderrad im
Bereich der Antriebswelle axial anströmt. Eine derartige
Zeitung des Kühlmittels hat den großen Vorteil, daß der
Querschnitt der Antriebswelle voll erhalten bleibt, das
heißt nicht geschwächt wird.
Im Bereich des Übergangs des Kühlmittels in das
Förderrad weist der Lamellenträger einen dem Ringspalt im
wesentlichen kongruenten Einlaufspalt auf, der - bezogen auf
eine Längsmittelebene der Antriebswelle - dem Ringspalt mit
geringem axialen Abstand gegenüberliegt. Dieser geringe Abstand
bewirkt eine sichere Führung des Kühlmittels und vermeidet
Verwirbelungen im Bereich dieses Übergangs (Merkmale und
Vorteile des Anspruchs 2).
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung
bildet der Einlaufspalt den Beginn eines ringförmigen
Förderspalts des Förderrads, der einen - bezogen auf die
Längenstreckung der Antriebswelle - im wesentlichen axial
gerichteten Abschnitt aufweist, der in einen radial
gerichteten Abschnitt übergeht, der an seinem außen
liegenden Ende durch einen Bund des Lamellenträgers begrenzt
wird, wobei die radial verlaufenden Kanäle den Bund
durchsetzen (Anspruch 3). Die Gestaltung des Förderrads
gewährleistet eine strömungstechnisch günstige Umleitung des
Kühlmittels vom Mündungsbereich des Ringspalts zum Bund des
Lamellenträgers, von wo es in die Bremslamellen der
Lamellenbremse eintritt.
Der Kühlmitteldurchsatz läßt sich durch die Anordnung
und Ausgestaltung von Förderelementen im Förderspalt
beeinflussen. Vorzugsweise verlaufen die Förderelemente
- gesehen in Draufsicht auf das Förderrad - radial
gerichtet. Die radial gerichteten Förderelemente
gewährleisten eine zuverlässige Förderung des Kühlmittels in
beiden Drehrichtungen des Lamellenträgers (Anspruch 4).
Eine fertigungstechnisch günstige Lösung besteht darin,
daß der Lamellenträger aus zwei Bauteilen zusammengefügt
ist, die in der Weise miteinander verbunden sind, daß
- bezogen auf die Längenstreckung der Antriebswelle - ihr
axialer Abstand voneinander durch Abstandshalter, die die
Innenweite des radial gerichteten Abschnitts des
Förderspalts bestimmen, festgelegt ist (Anspruch 5) .
Besonders einfach wird die Anordnung, wenn die
Förderelemente auch als Abstandshalter ausgebildet sind
(Anspruch 6) und Gewindebohrungen aufweisen, in die
Befestigungsschrauben einschraubbar sind (Anspruch 7). Die
beiden Bauteile des Lamellenträgers lassen sich in einfacher
Weise miteinander verschrauben. Es ist jedoch möglich,
anstelle einer Schraubverbindung auch eine Nietverbindung zu
verwenden.
Eine fertigungstechnisch einfache Lösung besteht nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung darin, daß ein Bauteil
des Lamellenträgers ein Ring ist, der mit seinem
Außendurchmesser in einer Eindrehung am Bund des
Lamellenträgers zentriert ist und dessen Innendurchmesser
mit dem Außendurchmesser des Einlaufspalts identisch ist
(Anspruch 8).
Eine weitere Vereinfachung läßt sich durch die
Verbindung der Förderelemente mit dem Ring zu einem
gemeinsamen Bauteil erzielen (Anspruch 9).
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der
Lamellenträger auf der dem Einlaufspalt gegenüberliegenden
Seite Durchtrittsöffnungen auf, die - bezogen auf die
Längenerstreckung der Antriebswelle - im wesentlichen axial
gerichtet verlaufen (Anspruch 10). Bei Vorwärts- bzw.
Rückwärtsfahrt rotiert der Lamellenträger mit der Drehzahl
der Antriebswelle, so daß durch die Durchtrittsöffnungen
normalerweise kein Kühlmittel zu- bzw. abgeführt wird. Erst
wenn der Lamellenträger stillsteht, bewirken die
Durchtrittsöffnungen einen Kurzschluß mit dem Einlaufspalt
des Pumpenlaufrads bzw. dem unmittelbar axial
gegenüberliegenden Ringspalt. Über die geschilderte
Verbindung kann das Kühlmittel zügig abfließen, womit eine
schnelle Wärmeabfuhr gewährleistet ist.
Die in den Unteransprüchen 11 und 12 vorgeschlagenen
Maßnahmen dienen dazu, den schnellen Abfluß des Kühlmittels
zusätzlich zu fördern.
Die in den Unteransprüchen 13, 14 und 15
vorgeschlagenen Maßnahmen dienen - einzeln oder in
Kombination - dem Zweck, den Durchsatz des Kühlmittels durch
die inneren und äußeren Bremslamellen der Lamellenbremse zu
fördern. Die vorgeschlagene Ausgestaltung der inneren und
äußeren Bremslamellen führt dazu, daß die Wirkung des
Förderlaufrads zusätzlich unterstützt wird. Hierbei ist die
Tatsache, daß in beiden Drehrichtungen des Lamellenträgers
Kühlmittel gefördert wird, besonders vorteilhaft.
Bei Einsatz der Lamellenbremse in einem Radkopf, dessen
Hohlradträger mit einer Außenverzahnung formschlüssig in
eine Innenverzahnung des Hohlrads eingreift, ist es, um den
Abfluß des Kühlmittels zu fördern, besonders vorteilhaft,
daß die Außenverzahnung des Hohlradträgers in Längsrichtung
verlaufende und am Umfang des Hohlradträgers verteilte
Durchlässe für das Kühlmittel aufweist (Anspruch 16).
Um eine wirksame Ableitung des Kühlmittels
herbeizuführen, ist es nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung vorteilhaft, daß die Durchlässe in einen
Sammelring münden, der mit der Ableitung für das Kühlmittel
verbunden ist (Anspruch 17).
Die in den Unteransprüchen 19, 20 und 21
vorgeschlagenen Maßnahmen befassen sich mit der Zuleitung
des Kühlmittels zum Förderrad. In strömungstechnischer
Hinsicht ist es vorteilhaft, die Außenwandung des Ringspalts
in Richtung auf den Lamellenträger kelchartig zu erweitern
(Anspruch 19).
Die Zuleitung des Kühlmittels kann ausschließlich über
den Ringspalt erfolgen (Anspruch 20).
Möglich ist ferner, die Zuleitung des Kühlmittels über
eine durch die Hohlachse geführte, parallel zur
Antriebswelle verlaufende Zuleitung, die in den Ringspalt
mündet, vorzunehmen (Anspruch 21). In diesem Zusammenhang
sei erwähnt, daß die Zuleitung vorzugsweise im Bereich der
kelchartigen Erweiterung der Außenwandung des Ringspalts
mündet.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird eine schnelle Wärmeabfuhr dadurch erreicht,
daß der Ablauf des Kühlmittels aus einem Radkopf bei
stehender Antriebswelle außer über die durch den
Hohlradträger geführte Ableitung über die
Durchtrittsöffnungen des Lamellenträgers, den Einlaufspalt
des Förderspalts und den Ringspalt erfolgt (Anspruch 22).
Eine weitere bauliche Vereinfachung der Anordnung läßt
sich bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
dadurch erzielen, daß anstelle der durch den Hohlradträger
führenden Ableitung der Ablauf des Kühlmittels aus dem
Radkopf bei stehender Antriebswelle über die
Durchtrittsöffnungen des Lamellenträgers, den Einlaufspalt
des Förderspalts und den Ringspalt erfolgt (Anspruch 23).
Das Volumen des Kühlmittels läßt sich insgesamt
zusätzlich dadurch anheben, daß die Ableitung und/oder der
Ringspalt mit dem Innenraum eines Achskörpers in Verbindung
steht. In diesem Fall dient der Achskörper gleichzeitig als
Wärmetauscher zur Kühlung des Kühlmittels.
Weitere wesentliche Merkmale und die daraus
resultierenden Vorteile gehen aus der nachfolgenden
Erläuterung mehrer Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 den in Längsrichtung einer Antriebswelle
verlaufenden Schnitt durch einen Radkopf nach
einem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
Fig. 2 den Schnitt durch einen Lamellenträger;
Fig. 3 eine mögliche Ausgestaltung eines Bauteils
eines Lamellenträgers;
Fig. 4 den Schnitt durch einen Radkopf nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
und
Fig. 5 den baulich weiter vereinfachten Radkopf nach
Fig. 4.
Der in der Zeichnung im Schnitt dargestellte Radkopf 1
ist Bestandteil einer selbst nicht dargestellten Achse eines
Fahrzeugs, insbesondere eines schweren Radladers. Eine
Hohlachse 2 ist mit einem Achskörper, der ebenfalls selbst
nicht gezeichnet ist, fest verschraubt. Das äußere, in der
Zeichnung links liegende Ende der Hohlachse 2 trägt einen
Hohlradträger 3. Der Hohlradträger 3 ist mit der Hohlachse 2
über eine Mitnahmeverzahnung 4 drehfest verbunden und durch
eine Mutter 5 axial gesichert.
Eine koaxiale Bohrung 6 der Hohlachse 2 wird von einer
Antriebswelle 7 durchsetzt. Die Antriebswelle 7 steht mit
einem selbst nicht dargestellten Achskegelrad eines
Ausgleichsgetriebes in treibender Verbindung. Zwischen der
Antriebswelle 7 und der Bohrung 6 der Hohlachse 2 wird ein
Ringspalt 8 gebildet. Die Außenwandung des Ringspalts 8 (die
mit der Mantelfläche der Bohrung 6 identisch ist) ist am
äußeren - in der Zeichnung links liegenden - Ende mit einer
kelchartigen Erweiterung 9 versehen.
Aus Montagegründen ist die Antriebswelle 7 im Bereich
eines inneren Lamellenträgers 10 geteilt. Der außenliegende
Abschnitt 11 der Antriebswelle 7 ist einstückig mit einer
Sonne 12 eines Planetengetriebes 13 ausgebildet. Die
Antriebswelle 7 ist mit dem außenliegenden Abschnitt 11
drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung erfolgt über
gleichartig ausgebildete Mitnahmeverzahnungen 38.
Der Hohlradträger 3 ist an seinem Außenumfang mit einer
weiteren Mitnahmeverzahnung 14 versehen. Über diese
Mitnahmeverzahnung 14 stützt sich ein Hohlrad 15 des
Planetengetriebes 13 auf dem Hohlradträger 3 ab. Das
Hohlrad 15 ist mit einer Innenverzahnung 16 versehen.
Mehrere Planetenräder 17, von denen in der Zeichnung
lediglich eines dargestellt ist, greifen mit ihrer
Außenverzahnung 18 in die Innenverzahnung 16 des Hohlrads 15
ein und stützen sich somit am Hohlrad 15 ab.
Ferner werden die Planetenräder 17 von der Sonne 12
angetrieben.
Die Planetenräder 17 sind an einem Steg 19, der
gleichzeitig die Funktion eines Deckels übernimmt, drehbar
gelagert. Der Steg 19 ist mit einer Radnabe 20 drehfest
verbunden. Die Radnabe 20 ist über Radlager 21 und 22 auf
der Hohlachse 2 bzw. auf dem mit ihr
drehfest verbundenen Hohlradträger 3 drehbar
gelagert. Der Innenraum der Radnabe 20 ist nach außen mit
Hilfe eines Dichtrings 23 abgedichtet.
Der Lamellenträger 10 weist auf der Seite, die dem
Planetengetriebe 13 zugekehrt ist, einen Ringflansch 24 auf,
der an seinem Außenumfang in einen Bund 25 übergeht, der dem
Hohlradträger 3 zugekehrt ist und parallel zur
Antriebswelle 7 gerichtet verläuft. Der Bund 25 hat eine
Außenverzahnung 26, auf der innere Bremslamellen 27 in
bekannter Weise aufgereiht sind. Zusammen mit äußeren
Bremslamellen 28, die an der Innenverzahnung 16 des
Hohlrads 15 abgestützt sind, wird eine Lamellenbremse 29
gebildet. Das Hohlrad 15 bildet einen äußeren
Lamellenträger. Die Lamellenbremse 29 ist hydraulisch
betätigbar. Hierzu ist ein Ringkolben 30 vorgesehen, über
den die Lamellenbremse 29 durch Beaufschlagung mit
Druckmittel, das in einer (teilweise dargestellten)
Druckmittelleitung 31 geführt wird, im Schließsinne betätigt
werden kann. Ist die Druckmittelleitung 31 drucklos,
besorgen selbst nicht dargestellte Zugfedern die
Rückstellung des Ringkolbens 30. Die inneren und äußeren
Bremslamellen 27 und 28 der Lamellenbremse 29 stützen sich
zudem axial an einer Endscheibe 32 ab, die mit Hilfe eines
Sicherungsrings 33 innen am Hohlrad 15 gehaltert ist.
Die weitere Ausgestaltung und die Einbaulage des
Lamellenträgers 10 in bezug auf den Ringspalt 8 ist der
Zeichnung entsprechend Fig. 2 zu entnehmen. Der Bund 25 des
Lamellenträgers ist mit radial verlaufenden Kanälen 34
versehen. Die Kanäle 34 sind so angeordnet, daß sie jeweils
zwischen zwei benachbarten inneren Bremslamellen münden, das
heißt auf jeweils eine Außenlamelle 28 gerichtet sind.
Der Lamellenträger 10 wird durch einen Ring 35
vervollständigt, der mit seinem Außendurchmesser in einer
Eindrehung 36 am Bund 25 zentriert ist. Der
Lamellenträger 10 ist daher aus zwei Bauteilen
zusammengefügt. Der Lamellenträger 10 taucht mit einer
Nabe 37 in die kelchartige Erweiterung 9 des Ringspalts 8
ein. Dem Ringspalt 8 liegt - unter Einhaltung eines geringen
axialen Abstandes 39, bezogen auf die Längenerstreckung der
Antriebswelle 7 - ein Einlaufspalt 40 gegenüber. Der
Ringspalt 8 und der Einlaufspalt 40 sind vorzugsweise
kongruent, um Verwirbelungen in der Übergangszone zwischen
dem Ringspalt 8 und dem Einlaufspalt 40 zu vermeiden. Der
Einlaufspalt 40 stellt den Beginn eines ringförmigen
Förderspalts 41 dar. Der Förderspalt 41 weist einen
- bezogen auf die Längenerstreckung der Antriebswelle 7 - im
wesentlichen axial gerichteten Abschnitt 42 auf, der in
einen radial gerichteten Abschnitt 43 übergeht. Letzterer
wird an seinem außen liegenden Ende durch den Bund 25 des
Lamellenträgers 10 begrenzt. Im Förderkanal 41 sind
Förderelemente 44 angeordnet. Im vorliegenden Fall sind dies
drei radial gerichtete Stege, die Bestandteil des Rings 35
sind und zueinander um jeweils 120° versetzt liegen (gesehen
in Längsrichtung der Antriebswelle 7). Die im Förderspalt 41
angeordneten Förderelemente 44 übernehmen ferner die
Funktion von Abstandshaltern, die die Innenweite des radial
gerichteten Abschnitts 43 des Förderspalts 41 festlegen.
Ferner sind die Förderelemente 44 mit Gewindebohrungen 45
versehen, die in der Zeichnung mit gestrichelten Linien
angedeutet sind. In die Gewindebohrungen 45 sind
Befestigungsschrauben 46 einschraubbar. Anstelle der
Schraubverbindungen können die Bauteile des
Lamellenträgers 10 z.B. auch durch Nieten miteinander
verbunden sein.
Die Abbildung entsprechend Fig. 3 gibt schematisch eine
weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des Rings 35 des
Lamellenträgers 10 wieder. Die Darstellung zeigt den Ring 35
in Draufsicht - gesehen von links nach rechts in
Längsrichtung der Antriebswelle 7 nach Fig. 2. Dieser
Ring 35 bildet im eingebauten Zustand ein Zellenrad. Hierzu
weist der Ring 35 eine Vielzahl von radial gerichteten
Förderelementen 44 auf. Es sind zwei diametral
gegenüberliegende Gewindebohrungen 45 vorhanden, um den
Ring 35 mit dem Lamellenträger 10 verbinden zu können.
Der Lamellenträger 10 weist auf der dem Einlaufspalt 40
gegenüberliegenden Seite Durchtrittsöffnungen 47 auf, die
- bezogen auf die Längenerstreckung der Antriebswelle 7 - im
wesentlichen axial oder unter einem spitzen Winkel in
Richtung auf den Einlaufspalt 40 schräg geneigt verlaufen.
Die Reibflächen der inneren und äußeren
Bremslamellen 27 bzw. 28 sind mit (nicht dargestellten)
Vertiefungen versehen, die Durchlässe für das Kühlmittel
bilden. Sie verlaufen - gesehen in Draufsicht auf die
Reibflächen - radial oder gekrümmt so, daß in beiden
Drehrichtungen der Lamellenbremse 29 eine Förderwirkung auf
das Kühlmittel ausgeübt wird.
Aus dem erläuterten Aufbau des Lamellenträgers 10 wird
ersichtlich, daß dieser als Förderrad 48 ausgebildet ist.
Dieses läuft mit der Drehzahl der Antriebswelle 7 um und
wird vom Kühlmittel axial angeströmt. Dies geschieht im
Bereich des Ringspalts 8 beim Übertritt in den
Einlaufspalt 40.
Bei den Ausführungsbeispielen entsprechend den Fig. 1
und 2 wird das vom Förderrad 48 geförderte Kühlmittel nach
dem Passieren der inneren und äußeren Bremslamellen 27 bzw.
28 in einem Sammelring 49 gesammelt. Durchlässe 50 in der
Außenverzahnung des Hohlradträgers 3 erleichtern den Abfluß
des Kühlmittels in den Sammelring 49. Vom Sammelring 49
führt mindestens eine Ableitung 51 durch den Hohlradträger 3
zu einer weiteren Ableitung 52, die parallel zur
Antriebswelle 7 gerichtet verläuft.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bildet der
Ringspalt die Zuleitung (Pfeile 53) für das Kühlmittel, das
dem Förderrad 48 aus dem Innenraum der Achsbrücke zuläuft.
Die Ableitung des Kühlmittels erfolgt über den Sammelring 49
und die Ableitung 51 bzw. 52. Bei der Konstruktion nach
Fig. 4 erfolgt die Zuleitung (Pfeile 53) des Kühlmittels
durch eine separate Bohrung 54 in der Hohlachse 2, die in
den Ringspalt 8 im Bereich der kelchartigen Erweiterung 9
einmündet. Die Ableitung des Kühlmittels erfolgt über zwei
getrennte Stränge. Neben der Ableitung des Kühlmittels über
den Sammelring 49 und die Ableitung 51 bzw. 52 wird eine
zusätzliche Ablaufmöglichkeit für das Kühlmittel durch die
axial gerichteten Durchtrittsöffnungen 47 des
Lamellenträgers 10 bereitgestellt. Bei stehendem
Lamellenträger 10 bildet sich nämlich eine kurzgeschlossene
Verbindung zwischen den Durchtrittsöffnungen 47 und dem
Einlaufspalt 40 des Förderrads 48. Die Ableitung des
Kühlmittels erfolgt hier zusätzlich über den Ringspalt 8,
wie dies durch die Pfeile 55 kenntlich gemacht ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die
Ableitung des Kühlmittels ausschließlich über die
Durchtrittsöffnungen 47, den Einlaufspalt 40 und den
Ringspalt 8 vorgenommen. Bei dieser Lösung entfallen der
Sammelring 49 und die Ableitung 51 bzw. 52.
Sämtliche Lösungen zeichnen sich durch die Gestaltung
des Lamellenträgers 10 als Förderrad 48 aus. Das
Förderrad 48 wird vom Kühlmittel axial angeströmt. Das
Förderrad 48, das mit der Drehzahl der Antriebswelle 7
umläuft, bewirkt eine intensive Förderung des Kühlmittels.
Die Förderung des Kühlmittels wird auch in den Randzonen der
inneren und äußeren Bremslamellen 27 und 28 beibehalten, da
auch diese eine Förderwirkung auf das Kühlmittel ausüben.
Die Ausbildung des Lamellenträgers 10 als Förderrad 48
hat neben einem hohen Durchsatz an Kühlmittel zur Folge, daß
sich die Radnabe 20 fast vollständig mit Kühlmittel füllt.
Zur Kühlung der Lamellenbremse steht somit ein großes
Kühlmittelvolumen zur Verfügung. Vorteilhaft ist ferner, daß
das Förderrad 48 in beiden Drehrichtungen des
Lamellenträgers 10 Kühlmittel fördert. Eine schnelle
Wärmeabfuhr aus dem Radkopf ist insbesondere dann
gewährleistet, wenn die Ableitung des Kühlmittels, wie
vorstehend erläutert - über zwei getrennte Stränge erfolgt.
Bezugszeichen
1 Radkopf
2 Hohlachse
3 Hohlradträger
4 Mitnahmeverzahnung
5 Mutter
6 Bohrung
7 Antriebswelle
8 Ringspalt
9 Erweiterung
10 innerer Lamellenträger
11 Abschnitt
12 Sonne
13 Planetengetriebe
14 Mitnahmeverzahnung
15 äußerer Lamellenträger, Hohlrad
16 Innenverzahnung
17 Planetenräder
18 Außenverzahnung
19 Steg
20 Radnabe
21 Radlager
22 Radlager
23 Dichtring
24 Ringflansch
25 Bund
26 Außenverzahnung
27 innere Bremslamellen
28 äußere Bremslamellen
29 Lamellenbremse
30 Ringkolben
31 Druckmittelleitung
32 Endscheibe
33 Sicherungsring
34 Kanäle
35 Ring
36 Eindrehung
37 Nabe
38 Mitnahmeverzahnung
39 axialer Abstand
40 Einlaufspalt
41 Förderspalt
42 axial gerichteter Abschnitt
43 radial gerichteter Abschnitt
44 Förderelemente
45 Gewindebohrungen
46 Befestigungsschrauben
47 Durchtrittsöffnungen
48 Förderrad
49 Sammelring
50 Durchlässe
51 Ableitung
52 Ableitung
53 Zuleitung
54 Bohrung
55 Ableitung
2 Hohlachse
3 Hohlradträger
4 Mitnahmeverzahnung
5 Mutter
6 Bohrung
7 Antriebswelle
8 Ringspalt
9 Erweiterung
10 innerer Lamellenträger
11 Abschnitt
12 Sonne
13 Planetengetriebe
14 Mitnahmeverzahnung
15 äußerer Lamellenträger, Hohlrad
16 Innenverzahnung
17 Planetenräder
18 Außenverzahnung
19 Steg
20 Radnabe
21 Radlager
22 Radlager
23 Dichtring
24 Ringflansch
25 Bund
26 Außenverzahnung
27 innere Bremslamellen
28 äußere Bremslamellen
29 Lamellenbremse
30 Ringkolben
31 Druckmittelleitung
32 Endscheibe
33 Sicherungsring
34 Kanäle
35 Ring
36 Eindrehung
37 Nabe
38 Mitnahmeverzahnung
39 axialer Abstand
40 Einlaufspalt
41 Förderspalt
42 axial gerichteter Abschnitt
43 radial gerichteter Abschnitt
44 Förderelemente
45 Gewindebohrungen
46 Befestigungsschrauben
47 Durchtrittsöffnungen
48 Förderrad
49 Sammelring
50 Durchlässe
51 Ableitung
52 Ableitung
53 Zuleitung
54 Bohrung
55 Ableitung
Claims (25)
1. Flüssigkeitsgekühlte Lamellenbremse (29), bei der
auf einer Antriebswelle (7) ein innerer Lamellenträger (10)
drehfest zur Abstützung von inneren Bremslamellen (27)
gelagert ist, und äußeren Bremslamellen (28), die an einem
äußeren Lamellenträger (15) abgestützt sind, einer zum
inneren Lamellenträger führenden Zuleitung (53) für
Kühlmittel, das durch radial verlaufende Kanäle (34) des
inneren Lamellenträgers (10) den inneren und äußeren
Bremslamellen (27, 28) zuströmt und über eine Ableitung (51,
52) des äußeren Lamellenträgers (15) abfließt, dadurch
gekennzeichnet, daß der innere
Lamellenträger (10) als Förderrad (48) ausgebildet ist, das
mit der Drehzahl der Antriebswelle (7) umläuft und vom
Kühlmittel im Bereich der Antriebswelle (7) - bezogen auf
deren Längenerstreckung - axial angeströmt ist.
2. Lamellenbremse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuleitung (53) als
Ringspalt (8) ausgebildet ist und der Lamellenträger (10)
einen dem Ringspalt (8) im wesentlichen kongruenten
Einlaufspalt (40) aufweist, der - bezogen auf eine
Längsmittelebene der Antriebswelle - dem Ringspalt (8) mit
geringem Abstand (3) gegenüberliegt.
3. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einlaufspalt (40)
den Beginn eines ringförmigen Förderspalts (41) des
Förderrads (48) bildet, der einen - bezogen auf die
Längenerstreckung der Antriebswelle - im wesentlichen axial
gerichteten Abschnitt (42) aufweist, der in einen radial
gerichteten Abschnitt (43) übergeht, der an seinem
außenliegenden Ende durch einen Bund (25) des
Lamellenträgers (10) begrenzt wird, wobei die radial
verlaufenden Kanäle (34) den Bund (25) durchsetzen.
4. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß im Förderspalt (41)
Förderelemente (44) angeordnet sind, die radial gerichtet
verlaufen.
5. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lamellenträger (10)
aus zwei Bauteilen (10, 24, 25 und 35) zusammengefügt ist,
die in der Weise miteinander verbunden sind, daß - bezogen
auf die Längenerstreckung der Antriebswelle - ihr axialer
Abstand voneinander durch Abstandshalter, die die Innenweite
des radial gerichteten Abschnitts (43) des Förderspalts (41)
bestimmen, festgelegt ist.
6. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Förderelemente (44)
als Abstandshalter ausgebildet sind.
7. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Förderelemente (44)
Gewindebohrungen (45) aufweisen, in die
Befestigungsschrauben (46) einschraubbar sind.
8. Lamellenbremse nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Bauteil des
Lamellenträgers (10) ein Ring (35) ist, der mit seinem
Außendurchmesser in einer Eindrehung (36) am Bund (25) des
Lamellenträgers (10) zentriert ist und dessen
Innendurchmesser mit dem Außendurchmesser des
Einlaufspalts (40) identisch ist.
9. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 4 bis 6 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Förderelemente (44) mit dem Ring (35) ein gemeinsames
Bauteil bilden.
10. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lamellenträger (10)
auf der dem Einlaufspalt (40) gegenüberliegenden Seite
Durchtrittsöffnungen (47) aufweist, die - bezogen auf die
Längenerstreckung der Antriebswelle - im wesentlichen axial
gerichtet verlaufen.
11. Lamellenbremse nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Durchtrittsöffnungen (47) unter einem spitzen Winkel in
Richtung auf den Einlaufspalt (40) schräg geneigt verlaufen.
12. Lamellenbremse nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt
der Durchtrittsöffnungen (47) im wesentlichen dem
Querschnitt des Einlaufspalts (40) entspricht.
13. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kanäle (34)
- bezogen auf eine Längsmittelebene der Antriebswelle -
zwischen jeweils zwei benachbarten inneren
Bremslamellen (27) auf die Außenlamellen (28) gerichtet -
münden.
14. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1, 3 und 4
sowie 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reibflächen der inneren und/oder äußeren Bremslamellen (27,
28) mit Vertiefungen versehen sind, die Durchlässe für das
Kühlmittel bilden.
15. Lamellenbremse nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vertiefungen
nutenförmig sind und - gesehen in Draufsicht auf die
Reibflächen - radial oder gekrümmt in der Weise verlaufen,
daß in beiden Drehrichtungen der Lamellenbremse (29) eine
Förderwirkung auf das Kühlmittel ausgeübt wird.
16. Lamellenbremse innerhalb eines Radkopfes, dessen
Hohlradträger (3) mit einer Außenverzahnung (14)
formschlüssig in eine Innenverzahnung (16) eines
Hohlrads (15) eingreift, nach den Ansprüchen 1, 3, 13 und
14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Außenverzahnung (14) in Längsrichtung verlaufende und am
Umfang verteilte Durchlässe (50) für das Kühlmittel
aufweist.
17. Lamellenbremse nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchlässe (50) in
einen Sammelring (49) münden, der mit der Ableitung (51, 52)
für das Kühlmittel verbunden ist.
18. Lamellenbremse nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sammelring (49)
durch eine Stirnfläche des Hohlrads (15), einer Mantelfläche
des Hohlradträgers (3) und einem äußeren Ring gebildet ist.
19. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Außenwandung (6)
des Ringspalts (8) in Richtung auf den Lamellenträger (10)
kelchartig (bei 9) erweitert ist.
20. Lamellenbremse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ausschließlich der
Ringspalt (8) die Zuleitung (53) des Kühlmittels bildet.
21. Lamellenbremse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine parallel
zur Antriebswelle (7) verlaufende Zuleitung (54) für das
Kühlmittel in den Ringspalt (18) mündet.
22. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf des
Kühlmittels bei stehender Antriebswelle (7) außer über die
Ableitung (51, 52) über die Durchtrittsöffnungen (47) des
Lamellenträgers (10), den Einlaufspalt (40) des
Förderspalts (41) und den Ringspalt (8) erfolgt.
23. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (55)
des Kühlmittels bei stehender Antriebswelle (7) über die
Durchtrittsöffnungen (47) des Lamellenträgers (10), den
Einlaufspalt (40) des Förderspalts (41) und den
Ringspalt (8) erfolgt.
24. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ab
leitung (51, 52) und/oder der Ringspalt (8) mit dem
Innenraum eines Achskörpers in Verbindung steht.
25. Lamellenbremse nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lamellenbremse (29)
und ein Planetengetriebe (13) gemeinsam in einem Radkopf (1)
innerhalb einer Radnabe (20) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4011021A DE4011021A1 (de) | 1989-04-08 | 1990-04-05 | Fluessigkeitsgekuehlte lamellenbremse |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3911517 | 1989-04-08 | ||
DE4011021A DE4011021A1 (de) | 1989-04-08 | 1990-04-05 | Fluessigkeitsgekuehlte lamellenbremse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4011021A1 true DE4011021A1 (de) | 1990-10-11 |
Family
ID=25879709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4011021A Withdrawn DE4011021A1 (de) | 1989-04-08 | 1990-04-05 | Fluessigkeitsgekuehlte lamellenbremse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4011021A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4323539C1 (de) * | 1993-07-14 | 1994-11-10 | Linde Ag | Radlagereinheit eines Kraftfahrzeugs |
US20220170460A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Radial Piston Machine with Brake |
-
1990
- 1990-04-05 DE DE4011021A patent/DE4011021A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4323539C1 (de) * | 1993-07-14 | 1994-11-10 | Linde Ag | Radlagereinheit eines Kraftfahrzeugs |
US20220170460A1 (en) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Radial Piston Machine with Brake |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |