DE4408900A1 - Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe - Google Patents
Antriebs-/Brems-/Freilauf-NabeInfo
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Description
Fahrzeug- und Kraftfahrzeugnaben dienen im allgemeinen da
zu, die Achsbolzen sowie deren Lagerung aufzunehmen, des
weiteren werden hier die Bremstrommeln und deren Bremsbe
läge platziert. Im Laufe der Entwicklung wurden diese im
mer mehr von Scheibenbremsen und den dazugehörenden Brems
sätteln verdrängt, die sich zum Einsatz in einem Anti-Bloc
kier-System (ABS) besser eignen, auch ist dem Problem der
Reibungswärme bei Scheibenbremsen besser beizukommen als
bei Naben mit Trommelbremsen, da hier durch Luftkühlung
außen- und innenbelüftet gekühlt werden kann. Es besteht
also die Notwendigkeit, die mit hohem Kostenaufwand er
zeugte Bewegungsenergie beim Anhalten in Wärme bzw. in
durch Bremsreibung erzeugte Wärme umzusetzen und in Folge
abzukühlen. Das kann nicht Stand der Technik bleiben, wenn
ein teuer produzierter Energieträger letztlich in eine,
in diesem Einsatzgebiet nur schwer nutzbare Energieform
"Wärme" umgesetzt wird, so ist dies Verschwendung und be
darf einer Korrektur. Das Problem ist zwar erkannt, es ist
auch technisch möglich Wärme in elektrische Energie umzu
setzen, hier liegt die Schwierigkeit bei der Speicherung
des Energieträgers. Durch die Neuentwicklung der Antriebe
Brems-/Freilauf-Nabe wird das Problem auf einfache kosten
günstige Weise gelöst. Das Umfeld bleibt annähernd das
selbe, die konventionellen Anforderungen sind integriert
und die Aufgabenstellung Antreiben, Bremsen, Freilauf wird
erfüllt.
Die Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe besitzt ei
nerseits die gesamte Bandbreite der konventionellen Be
festigungsmöglichkeiten an Fahr- und Kraftfahrzeugen und
ist andererseits in der Möglichkeit ihrer universellen
Einsatzbarkeit dem Stand der Technik voraus.
So kann mit
ihr eine Vielzahl von Anforderungen erfüllt werden, wie
Achsbefestigung (42, 44), Achslagerung (24), Achsantrieb
konventionell (46), Radaufnahme bzw. Felgenaufnahme (51).
In die Nabe integrierte neue Funktionen sind Antriebs-
oder Motorfunktion, Brems- oder Pumpenfunktion, Freilauf
funktion, Kupplungsfunktion, Weichenfunktion, Luftkühl
funktion, sowie Anti-Blockier-System. Funktionsvorberei
tung das heißt, durch Optimierung von Nabenteilen wird die
Voraussetzung zum Einsatz der ABS-Funktion im Antriebs-/
Brems-/Freilauf-System geschaffen, das nachfolgend im ein
zelnen erläutert wird.
Antriebs- oder Motorfunktion wird vom Antriebs-/Brems-/
Freilauf-System hydraulisch gesteuert, wobei die Motordreh
richtung durch die vorherrschende Naben- oder Raddrehrich
tung bestimmt wird. Hierbei wird durch Einleiten von Me
diumhochdruck vom System, über Anschluß A im Nabengehäuse
deckel innen (1) bzw. dessen Weiterleitung über eine Ring
nut zur Verteilerweiche (15) bzw. Verteiler (16) in die
sichelförmigen Rotorflügelzellen, durch anstehenden Stau
druck an den kulissengeführten Flügeln und durch Entspan
nung in den sich zu Verteilertaschen B hin erweiternden
Zellen ein Drehmoment bzw. Antriebsmoment erzeugt das durch
Koppelung von Kupplungsscheibe und Rotor alleine, oder bei
vorhandenem Bewegungssystem unterstützend, die Polradachse
(11) bzw. das Fahrzeugrad antreibt.
Brems- oder Pumpenfunktion wird vom Antriebs-/Brems-/Frei
lauf-System hydraulisch gesteuert, wobei die Pumpendreh
richtung durch die vorherrschende Naben- oder Raddrehrich
tung bestimmt wird. Hierbei wird durch Einleiten von Me
dienniederdruck vom System über Anschluß B im Nabengehäuse
deckel innen (1) und durch Weiterleitung über eine Ringnut
zur Verteilertasche B geleitet. Dort werden während der Ro
tordrehbewegung die sich zu Anschluß A hin sichelförmig
verengenden Zellen befüllt. Dabei wird durch Verdrängung
gegen anstehenden Hochdruck in Anschluß A ein Drehmoment
bzw. Bremsmoment erzeugt, das durch Koppelung von Kupp
lungsscheiben und Rotor über Polradachse (11) auf das Fahr
zeugrad wirkt und dieses bremst.
Brems-Funktion ohne Rotordrehbewegung wird vom Antriebs-
Brems-/Freilauf-System hydraulisch gesteuert, wobei dies
eine reine Stillstandsicherung bzw. Handbremsenfunktion
ist und der Rotor selbst eine arretierende Funktion ausübt.
Dabei wird über Nabenanschluß B das Hoch- oder Niederdruck
medium in die Ringnut und weiter in die Verteilertasche B
geleitet, dabei wird der Rotor über die Flügel (17) gegen
die im Antriebs-/Brems-/Freilauf-System gesperrte Rücklauf
leitung A, durch anstehenden Druck gepreßt und durch Kop
pelungsscheiben und Rotor, die über die Polradachse (11)
auf das Fährzeugrad wirkt und dieses anhält.
Freilauffunktion ist die Stellung, bei der vom Rotor kei
ne Arbeit ausgeführt wird, wobei die Nabe nur die konven
tionelle Aufgabenstellung erfüllt. Der Rotor steht still,
die Kupplung ist nicht betätigt, die Kupplungsscheibe (9)
die mit der Polradachse mechanisch verbunden ist, wird vor
dieser bei Fahrzeugbewegung mitgedreht und läuft demzufol
ge frei mit.
Kupplungsfunktion überträgt infolge hydraulischer An
steuerung vom Antriebs-/Brems-/Freilauf-System über An
schluß C des Gehäusedeckels innen (1) erhöhten Niederdruck
bzw. Schaltdruck durch Verteilerbohrungen zu den Kupplungs
ringen (7) und (8). Diese sind radial zum Rotorring (6)
über Mitnehmer (20) verdrehgesichert und mit Rückstellfe
dern (29) ausgestattet. Der anstehende, erhöhte Niederdruck
schiebt nun die Kupplungsringe beidseitig axial an die
Kupplungsscheibe (9) bzw. an deren Beläge (26) und spannt
diese ein. Die dabei entstehende Reibschlußverbindung über
trägt nun bei Motor
funktion das Antriebsdrehmoment des Rotors auf die Kup
plungsscheibe und entsprechend bei Pumpenfunktion das
Förderwiderstandsmoment bzw. Bremsmoment vom Rotor auf die
Kupplungsscheibe, diese weiter über die keilverzahnte Pol
radachse (11), Felgenscheibe (14) und auf das Fahr- oder
Kraftfahrzeugrad (51). Somit ist die Kupplungsfunktion der
prägnanteste Arbeitsablauf der Nabe, weil diese die Ar
beitsfunktionen einleitet und weitergibt.
Weichenfunktion wird ausgeführt von einer, sowohl mecha
nisch als auch hydraulisch betätigten Weiche die in Ver
teilertaschen A eingesetzt, den Medienhochdruckstrom der
Rotordrehrichtung vor/zurück und der Nabenarbeitsfunktion
Antrieb/Bremsen anpaßt. Wird zum Beispiel rechtsdrehend
angetrieben bzw. das Fahrzeug vorwärts beschleunigt, steht
über Anschluß A der Nabe, Hochdruck an der Weiche (15) an.
Die Durchflußströmung bis zum Druckaufbau bewirkt, da die
Druckfläche zur Durchflußfläche dominierend ist, daß der
auf dem Achsstift (37) gelagerte Verteiler (16) gegen die
Feder (30) geringfügig in den Drehbereich der Flügel (17)
ragt. Die am Rotorring (6) ausgehend vom Zentrum strahlen
förmig angeordneten Flügel (17), die tangential in Kulisse
geführt ihren Weg berührungslos an der Innenkontur des Ge
häuseringes (3) beschreiben, stellen über geschmierten
Reibungskontakt bzw. über Abwälzen der Außenkontur des
Verteilers (16) auf der sich vorbeibewegenden Querseite
des Flügels (17) diesen zurück. Der mechanisch zurückge
stellte Verteiler (16) wird nun in dem gleichmäßig vor
herrschenden Druckverhältnis des Weichenraumes von der Fe
der in Position gehalten, zudem bewirkt das Vorbeiflie
sen des Medium, daß der Verteiler aufgrund von Gestaltung
und Langlochanordnung in Abgabestellung gehalten wird.
Folgt nun der Antriebsphase ein Bremsvorgang, bei gleicher
Bewegungsrichtung bzw. Drehrichtung des Rotors, so wird
durch die veränderte Ausgangssituation, bei Antriebsfunk
tion ist Nabenanschluß A Energieaufnahmezuleitung, während
bei der Bremsfunktion über dieselbe Anschlußbohrung A
Energie bzw. Hochdruck abgegeben wird, der Verteiler (16)
von dem anstehenden Hochdruck bzw. dessen Durchflußströmung
in Abgabeposition gedreht. Diese Funktionsweise wird sowohl
bei entgegengesetzter Fahrtrichtung als auch bei wechseln
der Bewegungsrichtung von der Weiche gesteuert und von der
Nabe ausgeführt.
Lüftungsfunktion (49) bewirkt das Abführen von bei Kup
plungsbetätigung entstandener Reibungswärme zwischen
stehendem Rotor und laufender Kupplungsscheibe bis zu des
sen Reibschluß bzw. Mitnahme, sowie der unter dynamischem
Hochdruck des Mediums entstandenen Wärme durch molekulare
Flüssigkeitsreibung. Dabei wird Frischluft über die Innen
seite der Nabe in überwiegender Fahrtrichtung (vorwärts)
durch den Lüftungsring (47) geschöpft und durch die zur
Kupplungsscheibe (9) führenden Kühlbohrungen K geblasen. Die
im geschlossenen Kupplungsgehäuse erwärmte Frischluft wird
nun über Abluftbohrungen K zu einem Sammelkanal im Zentrum
der Polradachse (11) geleitet und von dort über den in Zen
trumsöffnung der Fahrzeugfelge (51) sitzenden Lüftungs
deckel (48), mit in vorwiegender Drehrichtung wirkenden La
mellen abgesaugt. Somit ist gegen eine Erwärmung der Nabe
durch vollständige Durchlüftung vorgesorgt.
Anti-Blockier-System, Funktionsvorbereitung bezieht sich
im wesentlichen auf die Modifizierung von Gehäusedeckel
innen (1) zur ABS-Sensoraufnahme (50), sowie der Optimie
rung der Polradachse (11) als Rotationsimpulsgeber über er
höhte Pole am Außendurchmesser der Achse, zur Wegmessung
bzw. Wegüberwachung für die im Antriebs-/Brems-/Freilauf-
System integrierte Anti-Blockier-Systemfunktion. Hierzu
siehe auch Fig. 1-7 auf Zeichnung Bl. 1-6.
Bezugszeichenliste
1 Gehäusedeckel innen
2 Gehäusedeckel außen
3 Gehäusering
4 Rotorseitenteil
5 Rotorseitenteil
6 Rotorring
7 Kupplungsring
8 Kupplungsring
10 Mitnehmer
11 Polradachse
12 Distanzring
13 Fixierung
14 Felgenscheibe
15 Druckweiche
16 Verteiler
17 Flügel
18 Flügelachse
19 Aufnahme
20 Mitnehmer
21 Rotorfixierung
22 Gehäusefixierung
23 Rotorlager
24 Achslager
25 Rollen
26 Kupplungsbelag
27 Hohlniet
28 Paßfeder
29 Tellerfeder
30 Druckfeder
31 Senkschraube
32 Senkschraube
33 Senkschraube
34 Zylinderschraube
35 Zylinderschraube
36 Sickerungsmutter
37 Achsstift
38 Axialdichtring (dyn.)
39 Axialdichtring (dyn.)
40 Axialdichtring (stat.)
41 Radialdichtring (dyn.)
42 Nabenanschluß (fest)
43 Verbindungsschraube
44 Nabenanschluß (bewegl.)
45 Verbindungsachse
46 Achsantrieb (konvent.)
47 Lüftungsring (blasend)
48 Lüftungsdeckel (saugend)
49 Luftkühlung K
50 ABS-Sensor
51 Fahrzeugfelge
52 Schaltzeichen (hydr.)
53 Hydraulikanschluß A, B, C.
2 Gehäusedeckel außen
3 Gehäusering
4 Rotorseitenteil
5 Rotorseitenteil
6 Rotorring
7 Kupplungsring
8 Kupplungsring
10 Mitnehmer
11 Polradachse
12 Distanzring
13 Fixierung
14 Felgenscheibe
15 Druckweiche
16 Verteiler
17 Flügel
18 Flügelachse
19 Aufnahme
20 Mitnehmer
21 Rotorfixierung
22 Gehäusefixierung
23 Rotorlager
24 Achslager
25 Rollen
26 Kupplungsbelag
27 Hohlniet
28 Paßfeder
29 Tellerfeder
30 Druckfeder
31 Senkschraube
32 Senkschraube
33 Senkschraube
34 Zylinderschraube
35 Zylinderschraube
36 Sickerungsmutter
37 Achsstift
38 Axialdichtring (dyn.)
39 Axialdichtring (dyn.)
40 Axialdichtring (stat.)
41 Radialdichtring (dyn.)
42 Nabenanschluß (fest)
43 Verbindungsschraube
44 Nabenanschluß (bewegl.)
45 Verbindungsachse
46 Achsantrieb (konvent.)
47 Lüftungsring (blasend)
48 Lüftungsdeckel (saugend)
49 Luftkühlung K
50 ABS-Sensor
51 Fahrzeugfelge
52 Schaltzeichen (hydr.)
53 Hydraulikanschluß A, B, C.
Claims (11)
1. Die Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe ist eine Radnabe für
Fahrzeuge und Kraftfahrzeuge aller Art, die sowohl die
konventionellen Anforderungen, Achsbefestigung (42, 44),
Achslagerung (24), Achsantrieb (46), Radaufnahme (14), er
füllt, als auch darüber hinaus aufgrund der neuentwickel
ten Funktionsweise in der Lage ist, alleine- oder den vor
handenen Antrieb unterstützend von einem Speicher ge
speist als Motor arbeitend anzutreiben, oder als Pumpe
gegen einen Speicher arbeitend abzubremsen mit integrier
ter ABS-Modifizierung (11, 50) sowie Luftkühlung (49),
dadurch gekennzeichnet,
daß sich diese Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe durch ihre
Vielzahl von Funktionen und ihrer kompakten Bauweise aus
zeichnet. Damit ist die Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe
im besonderen dazu geeignet, als tragende Komponente des
Antriebs-/Brems-/Freilauf-Systems beim Beschleunigen von
Fahrzeugen und Kraftfahrzeugen, gespeicherte, hydrau
lische Druckenergie, als Motor arbeitend in mechanische
Drehbewegung umzusetzen oder als Pumpe arbeitend, mecha
nische Drehbewegung unter Speichergegendruck in ein Brems
moment umzusetzen bzw. hydraulischen Druck zu erzeugen.
Ein weiteres herausragendes Merkmal der Nabe ist ihre
selbsttätige Anpassung der Wirkrichtung zur vorherrscher
den Drehrichtung, das Arbeitsmedium wird somit durch
Zwangsumlenkung seiner Durchflußrichtung der geforderten
Arbeitsdrehbewergung, Antrieb oder Bremsen vor oder zu
rück, unterstellt.
2. Antriebs-Funktion eingeleitet mit dem Beaufschlagen von
Anschluß A, mit Hochdruck-Medium durch das Antriebs-/
Brems-/Freilauf-System, gesteuert über die vorherrschen
de Drehbewegung des konventionellen Antriebssystems, ge
koppelt durch Beaufschlagen von Anschluß C mit erhöhtem
Niederdruck-Medium vom Antriebs-/Brems-/Freilauf-System
und damit ausgelöst, die Koppelung des Motorrotors (6)
mit der Kupplungsscheibe (9) des konventionellen Antriebs
systems, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Antrieb-Befehlsgabe im System, die Antriebs
funktion der Nabe beginnt. Über Anschluß A steht Arbeits
druck, über Anschluß C Betätigungsdruck an der Nabe an.
Dabei verhält sich der Betätigungsdruck in folge dominie
rend zum Arbeitsdruck, da dieser die Nabe und das Arbeits
ventil in Betrieb nimmt. Der erhöhte Niederdruck bzw. Be
tätigungsdruck wird über Anschluß C des Gehäusedeckels (1)
ins Nabeninnere zu den Kupplungsringen (7) und (8) ge
führt die verdrehgesichert über Mitnehmer (20) eine ra
dial gesicherte Reibschlußverbindung zur Kupplungsscheibe
(9) herstellen und somit den Rotorring (6) und dessen
Seitenteile (4) und (5) mit der Kupplungsscheibe (9) durch
Flächenpressung verbinden bzw. mitnehmen. Die Drehbewe
gung des Rotors wird nun von der Bewegungsrichtung des
vorhandenen Antriebssystems bestimmt, dabei schalten die
über Kulissen im Gehäusedeckel (1) und (2) gesteuerten
Flügel (17) den radial gefederten Schieber (15) der durch
den anstehenden Mediendruck über Anschluß A und dessen
koaxiale eingeschränkte Bewegungsfreiheit geringfügig
in den Drehbereich des Rotors bzw. dessen Flügel ragt um.
Nun wird der anstehende Hochdruck über diese durch die
Bewegungsrichtung zwangsgesteuerte Weiche in den sich
aufgrund seiner durch runden Rotor und langlochartige
Bohrung entstehenden sichelförmigen Freiräume, der durch
die im Rotor zwangsgeführten Flügel abgeteilte sich zu
Sammeltasche B vergrößernde Zellen bildet, entspannt, wo
bei die diagonale, spiegelgleiche Zellenbildung eine Be
lastungsaufhebung des Hochdruckes am Rotor bewirkt. Die
Hochdruckentlastung und Flußrichtung gegen die in Kulissen
geführten Flügel des Rotorringes erzeugen am Außendurch
messer ein Drehmoment das dieses über die Kupplungsschei
be (9) und Polradachse (11) an das Rad weiter gibt bzw.
dieses antreibt.
3. Brems-Funktion eingeleitet, durch Treten des Fußbremspe
dals im Antriebs-/Brems-/Freilauf-System und damit ver
bunden das Anstehen von erhöhtem Niederdruck an Anschluß
C sowie dessen Weiterleitung zur Koppelung des Pumpenro
tors (6) mit der Kupplungsscheibe (9) gesteuert über die
vorherrschende Drehbewegung des Rades, betätigt über den
von Anschluß A anstehenden Gegendruck aus dem Antriebs-/
Brems-/Freilauf-System und daraus resultierend die Er
zeugung eines Bremsmomentes, nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Treten des Fußbremspedals im Antriebs-/Brems-/
Freilauf-System die gewünschte Bremsfunktion von der An
triebs-/Brems-/Freilauf-Nabe ausgeführt wird. Dabei ist
kennzeichnend, daß der durch Anschluß C der Nabe zuge
führte, erhöhte Niederdruck und die dadurch durch Kopp
lung des Rotors (6) mit der Kupplungsscheibe (9) ent
standene mechanische Reibschlußverbindung die Pumpenfunk
tion der Nabe in Betrieb nimmt. Dabei wird durch Befül
len der sich gegenüberliegenden Flügelzellenkammern mit
ihren zwangsgesteuerten Flügeln, durch die Anschlüsse B
bzw. die Verteilertaschen B das Niederdruckmedium in den
sichelförmigen Kammern durch Drehung des Rotors gegen den
aus dem Antriebs-/Brems-/Freilauf-System anstehenden Hoch
druck über die durchflußgesteuerten Weichen (16) der An
schlüsse A, verdrängt. Das dabei entstehende Drehmoment
wirkt als Bremsmoment über die Polradachse (11) und Fel
genscheibe (14) auf das Rad des Fahrzeuges bzw. Kraftfahr
zeuges.
4. Bremsfunktion eingeleitet, durch Betätigen des Handbrems
ventils im Antriebs-/Brems-/Freilauf-System und damit
verbunden, das Anstehen von erhöhtem Niederdruck an An
schluß C sowie dessen Weiterleitung zur Koppelung des
Pumpenrotors (6) mit der Kupplungsscheibe (9), verdreh
gesichert über den an Anschluß B vom Antriebs-/Brems-/
Freilauf-System anstehenden Hoch-oder Niederdruck der
weitergeleitet über die Flügelzellenkammern zu Anschluß
A ins Antriebs-/Brems-/Freilauf-System zurückgeführt und
dort abgesperrt wird. Somit wird einerseits durch anste
henden Druck, anderseits durch Sperrung des Rücklaufes
die Nabe in beiden Drehrichtungen arretiert bzw. gebremst
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Handschaltung eines Ventils im Antriebs-/Brems-
Freilauf-System die gewünschte Bremsfunktion von der An
triebs-/Brems-/Freilauf-Nabe ausgeführt wird. Dabei ist
kennzeichnend, daß der durch Anschluß C der Nabe zuge
führte, erhöhte Niederdruck und die dadurch durch Kop
pelung des Rotors (6) mit der Kupplungsscheibe (9) ent
standene, mechanische Reibschlußverbindung die Pumpen
funktion und damit verbunden, die Sperrung der Nabe in
Betrieb nimmt. Dabei wird durch Befüllen der sich gegen
überliegenden Flügelzellenkammern mit ihren zwangsge
steuerten Flügeln, durch die Anschlüsse B das Hoch- oder
Niederdruckmedium in die sichelförmigen Kammern einge
leitet, dies kann jedoch über Anschluß A nicht ins System
entweichen da die Rücklaufleitung dort abgesperrt ist. So
wird der Rotorring (6) einerseits über den Druckaufbau
von Anschluß B, anderseits gegen die gesperrte Rücklauf
leitung arretiert und damit die Stillstandsicherung oder
Handbremsenfunktion der Nabe in Verbindung mit dem System
erreicht.
5. Freilauf-Funktion stellt die Ruhestellung der Nabe dar,
hierbei wird von der Nabe selbst keine Funktion ausgeübt,
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei bestehendem Freilauf die Koppelung der Nabe auf
gehoben ist und über die Anschlüsse A, B und C, weder er
höhter Niederdruck noch Hochdruck vom System ansteht.
Die Nabe hat hierbei nur die konventionelle Aufgabe der
Rad. bzw. Achslagerung, ohne oder mit Achsantrieb (46) bei
Kraftfahrzeugen zu erfüllen.
6. Kupplungsfunktion eingeleitet, durch Druckbeaufschlagung
vom Antriebs-/Brems-/Freilauf-System über Anschluß C der
Antreibs-/Brems-/Freilauf-Nabe, sie ist somit Verbindungs
glied zwischen Systemsteuerung und Nabenfunktion, Antrieb/
Bremsen/Freilauf, nach Anspruch 2, 3, 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß über diese hydraulische, mechanische Reibschlußverbin
dung die geforderten Arbeitsfunktionen, Antrieb, Bremsen
ausgeführt werden. So setzt der Antrieb- und Bremsvorgang
eine Betätigung der Kupplung voraus, während der Freilauf
den entspannten Zustand der Kupplung darstellt. Zur Be
tätigung wird erhöhtes Niederdruckmedium über Anschluß C,
sowie den Verteilungsbohrungen im Nabeninneren zu den
Kupplungsringen (7) und (8) geleitet, somit legen sich
diese schwimmend an den Kupplungsbelägen (26) der Kupp
lungsscheibe (9) an und übertragen so durch die Anpreß
kraft über Reibschluß das über die Radialsicherungen (20)
und (21) sowohl das vom Rotorring (6), bei Motorfunktion
erzeugte Antriebsmoment, als auch das bei Pumpenfunktion
erzeugte Bremsmoment auf die Polradachse (6) und somit auf
die Räder des Fahr- und Kraftfahrzeuges. Bei Druckabfall
an Anschluß C wird über die Anbindung der Kupplungsringe
(7) und (8) an den Aufnahmen (19) bzw. der darin gefaßten
Federn (29) und der Abstützung dieser an den Rotorseiten
teilen (4) und (5) das Betätigungsmedium über Federkraft
ins System zurückgedrückt. Somit ist der Reibschluß auf
gehoben und die Kupplungsfunktion beendet.
7. Motor-Funktion, eingeleitet über das Antriebs-/Brems-/
Freilauf-System, durch Beaufschlagen der Anschlüsse A mit
Hochdruckmedium, sowie dessen Weiterleitung über Rotor
ring (6) bzw. über die am Umfang, durch gesteuerte Flügel,
geteilten Zellen zu den Anschlüssen B, damit einhergehend
die Druckentspannung und Antriebsmoment-Erzeugung, nach
Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Antriebs-Hochdruckmedium durch Steuerung des An
triebs-/Brems-/Freilauf-Systems an den Anschlüssen A ent
steht und von dort über Zuführbohrungen und Nuten über
die Mediumrichtungsweichen zum Rotorring (6) geleitet wer
den. Hier wird das Hochdruckmedium in Drehrichtung des
Rotors gegen dessen in dem Gehäusedeckel innen (1) außen
(2) kulissengeführte Flügel (17) gepreßt und somit ein
Antriebsdrehmoment erzeugt. Zugleich werden durch die zen
trische Anordnung des Rotors und der diagonal, exzentrisch
angeordneten Gehäuseringbohrungen (3) (Langloch) zwei sich
gegenüberliegende, sichelförmige Freiräume geschaffen,
deren Kontur folgend sich die Flügel zwangsgesteuert be
wegen und dabei in den sich zu den Anschlüssen B hin er
weiternden Zellenräumen den Hochdruck entspannen und über
die Anschlüsse B ins System zurückführen. Kennzeichnend
ist hierbei, daß durch die symmetrische Aufteilung des Ro
torraumes die Hochdruckbelastung sich gegenseitig aufhebt
und somit nur betriebsbedingte Lagerbelastungen auftreten.
Die Motor-oder Antriebsfunktion wird hierbei auf einfache
physikalische Weise erzeugt, wobei die Momententwicklung
durch Hochdruckeinwirkung gegen die gesteuerten Rotorflügel
am Außendurchmesser des Rotors sehr effektiv ist und in
der Symmetrieachse der Kupplungsfunktion vollzogen wird,
wobei die Kupplungsfunktion, die Motorfunktion einleitet
überträgt und beendet.
8. Pumpen-Funktion, eingeleitet über das Antriebs-/Brems-/
Freilauf-System, durch Beaufschlagen der Anschlüsse B mit
Niederdruckmedium, sowie dessen Weiterleitung über Ver
teilertaschen im Gehäusering (3) zum Rotorring (6). Durch
den vorherrschenden Niederdruck, Befüllung der rotierende
Flügelzellen, dabei Verdrängung des Mediums in den sich
bei Rotordrehung sichelförmig verengenden Flügelzellen in
Richtung Gehäuseausgang A und damit Abgabe von Hochdruck
medium, damit steht bei einer Förder- bzw. Pumpenfunktion
ein durch Mediumverdrängung und Gegendruck erzeugtes
Bremsmoment über den Rotor an, nach Anspruch 1 und 3,
daß ein Brems-Niederdruckmedium durch Steuerung des An
triebs-/Brems-/Freilauf-Systems an dem Anschluß B der An
triebs-/Brems-/Freilauf-Nabe ansteht, von dort über eine
Bohrung an den Ringverteiler und damit verbunden an die
Verteilertaschen weitergeführt wird. Aufgrund der Rotor
ringdrehbewegung (6) wird das anstehende Medium über ku
lissengeführte Flügel in den Zellen eingeschlossen, dabei
bei fortschreitender Bewegung in den sichelförmig sich
verkleinernden Zellen eingeengt bzw. gegen Gehäusering
öffnung A gepreßt und dabei über den vom Antriebs-/Brems-
Freilauf-System anstehenden Gegendruck unter Hochdruck
ins System gedrückt. Dadurch wird unter Gegendruck und
Verdrängung ein Drehmoment über den Außendurchmesser des
Rotors erzeugt das die Bewegung entsprechend verzögert
bzw. das an der Nabe befestigte Fahrzeugrad bremst.
9. Weichen-Funktion, eingeleitet über Druckbeaufschlagung
aus entsprechender von dem Antriebs-/Brems-/Freilauf-Sy
stem vorgegebenen Richtung bei Antriebs-/Brems-/Freilauf-
Funktion der Nabe, sowie bei deren Drehrichtungsänderung
oder Funktionsänderung durch mechanische Betätigung des
Verteilers (16) durch die Flügel (17), nach Anspruch 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Einsetzen einer Weiche in die Verteilertaschen
A des Gehäuserings (3), das Arbeitsmedium-Hochdruck in
den Druckflußrichtungen vor zurück, das die über das An
triebs-/Brems-/Freilauf-System gesteuerte Antriebs-/Brems
funktionen der vorherrschenden Nabendrehrichtung gleich
schaltet. Wird vom System "Antrieb" gefordert, steht Hoch
druck über Anschluß A der Weiche an, dieser drückt gegen
die Federkraft des in einem Langloch geführten Verteiler
(16) und schiebt diesen geringfügig in den Drehbereich
der Flügel (17), stimmt die Weichenstellung wird der Ver
teiler von dem Flügel zurückgestellt und von der Feder in
Stellung gehalten, wobei sich der Verteiler nach Druckver
teilung in dieser Lage hält. Bei Korrektur der Weichen
stellung zur vorherrschenden Rotordrehrichtung rollt sich
die Außenkontur des Verteilers an der Berührungsfläche
des Flügels ab bzw. schwenkt diesen in Druckaufnahmeposi
tion des Rotors, bei entsprechender Drehrichtung. Wird
die Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe vom System, bei glei
cher Bewegungsrichtung von Antriebs-auf Bremsfunktion ge
schaltet, so dreht der anstehende Hochdruck den Verteiler
in Durchflußrichtung für den als Pumpe arbeitenden Rotor.
Luftkühl-Funktion, eingeleitet durch die Drehbewegung der
Nabe, zur Erfüllung, der Kühlfunktion beim Koppelungspro
zeß zwischen Kupplungsscheibe (9) und Rotor (6), sowie
der Abführung von Lagerreibungswärme und der bei Flüssig
keitspressung durch Molekularreibung entstandenen Wärme,
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lüftungsring (47) der an der Polradachse (11)
befestigt, so ausgebildet ist, daß seine Lüftungsschau
feln eine zur Nabe blasende Funktion ausüben. Dabei wird
über Bohrungen K der Luftstrom mehrfach zur im Rotor ge
kapselten Kupplung geleitet und dabei die Wärme über se
parate Entlüftungsbohrungen K zu einer im Zentrum der
Polradachse liegenden Sammelbohrung abgeführt. Von hier
wird die Wärme durch einen im Radfelgenzentrum sitzenden
Lüftungsdeckel (48), der mit der Anordnung seiner Lüf
tungsschlitze eine saugende Wirkung ausübt, nach außen ab
geführt.
11. Anti-Blockier-System (ABS)-Funktion Modifizierung,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch spezielle Gestaltung des Gehäusedeckels innen
(1) die Voraussetzung dafür besteht, einen ABS-Sensor (50)
einzusetzen. Weiter ist die Polradachse (11) so ausgebil
det, daß an ihrem Außendurchmesser durch Anbringen von
Unterbrechungen am Umfang, Pole geschaffen werden, die es
ermöglichen durch elektronische Abtastung mit einem ABS-
Sensor (50) den Weg in Form von Impulsen zu messen bzw.
diese an die ABS-Steuerung des Antriebs-/Brems/Freilauf-
Systems zur Auswertung zu melden.
12. Rotorflügel-Steuerung bei Antriebs-oder Motorfunktion bzw.
bei Brems- oder Pumpenfunktion. Nach Anspruch 1-4, 7, 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in Schlitzen im Rotorring (6) tangential geführt
bzw. gehaltenen Flügel (17) sich bei Drehung des Rotor
ringes (6) über eine quer durch den Flügel verlaufende
Flügelachse (18) die in den Rotorseitenteilen (4) und (5)
radialgesichert ist und an deren beiden Enden Rollen (25)
aufgesteckt sind, sich in Kulissen die im Gehäusedeckel
innen (1) und außen (2) angebracht sind, ohne metallische
Reibungskontakt an der langlochförmigen Innenkontur des
Gehäuseringes (3) in mimimalem Abstand zu dieser entlang
bewegt werden. Weiter wird der bei dem durch die koaxiale
Anordnung von Rotorring (6) und Gehäuseringbohrung (3)
entstehende tangentiale Flügelhub, das dabei verdrängte
Medienvolumen über eine tangentiale Verbindungsbohrung ab
geführt bzw. aufgenommen wird und zugleich findet dabei
ein Druckausgleich von Nut- und Zellenvolumen statt der
die Flügelbewegung in Bezug auf entstehende Druckunter
schiede belastungsfrei macht, so ist hier nur die Tangen
tialkraft der Flügel bei der Rollenbelastung relevant. So
mit ist gewährleistet, daß das Flügelzellenprinzip durch
zwangsgeführte Rotorflügel, sowohl bei Motorfunktion als
auch bei Pumpenfunktion bei jeder Drehzahl anwendbar ist.
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DE4408900A DE4408900A1 (de) | 1994-02-26 | 1994-03-16 | Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe |
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DE19944406359 DE4406359A1 (de) | 1994-02-26 | 1994-02-26 | Antriebs-/Brems-/Freilauf-System |
DE4408900A DE4408900A1 (de) | 1994-02-26 | 1994-03-16 | Antriebs-/Brems-/Freilauf-Nabe |
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DE4409086A Ceased DE4409086A1 (de) | 1994-02-26 | 1994-03-17 | Energie-/Mengen-Speicher 2 |
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DE (3) | DE4406359A1 (de) |
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- 1994-02-26 DE DE19944406359 patent/DE4406359A1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1994-03-17 DE DE4409086A patent/DE4409086A1/de not_active Ceased
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DE4406359A1 (de) | 1995-09-07 |
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