DE60108901T2

DE60108901T2 - Getriebebremse

Info

Publication number: DE60108901T2
Application number: DE60108901T
Authority: DE
Inventors: Lars Severinsson; Hakan Larsson
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: DE60108901D1; CN1237289C; JP4124652B2; WO2002050443A1; BR0116455A; US6889801B2; EP1350036B1; SE0004715D0; ATE289013T1; AU2002216550A1; CN1502017A; JP2004520545A; US20040055837A1; EP1350036A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebebremse für ein Drehteil, welches von einem Motor in eine Antriebsrichtung angetrieben wird, wobei die Getriebebremse eine Drehung des Drehteils in die entgegengesetzte Richtung nur dann erlaubt, wenn sich der Motor in diese entgegengesetzte Richtung dreht, siehe z. B. GB-A-1 419 236.
Hintergrund der Erfindung
Der Motor kann typischerweise ein Elektromotor sein, wobei das Drehteil seine Ausgangswelle sein kann. Wenn der Motor in die Antriebsrichtung angetrieben wird, kann seine Drehung auf die Welle übertragen werden. Wenn der Motor abgeschaltet wird, kann eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung der Welle verhindert werden, d. h. die Welle kann in dieser Richtung verriegelt werden. Nur wenn der Motor in die entgegengesetzte Richtung angetrieben wird, kann sich die Welle in diese Richtung drehen.
Die Erfindung
Eine Getriebebremse zur Durchführung der obigen Funktion ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch Kupplungsmittel zwischen dem Drehteil und einem nicht drehenden Gehäuse, um ein Einkuppeln des Kupplungsmittels aber nicht des Motors bei einer Drehung des Drehteils in die entgegengesetzte Richtung durchzuführen.
Eine typische Verwendung dieser Getriebebremse ist bei Elektrobremsen gegeben, primär für Schwerlastfahrzeuge wie z. B. Busse, Lastwagen und Sattelauflieger, aber auch für Schienenfahrzeuge. Die derzeitige Entwicklung bei Schwerlastfahrzeugen wie auch bei Schienenfahrzeugen gehen dahin, dass weniger Druckluft und mehr Elektroenergie zum Einsatz kommt. Daher ist es offensichtlich, dass die Möglichkeit, Elektroenergie für Bremsen zu verwenden, diskutiert wird.
Bei einer Elektrobremse wird ein Elektromotor üblicherweise als ein Bremsantriebs- oder Betätigungsmittel verwendet. Wenn der Motor in eine Richtung angetrieben wird – die Antriebsrichtung –, betätigt der Motor die Bremse. Die Bremse kann üblicherweise eine Scheibenbremse oder eine Backenbremse sein. Im Falle einer Scheibenbremse wird ein Bremsbelag bremsend gegen eine Bremsscheibe betätigt. Demgemäß muß die Bremse mit Mitteln versehen sein, um die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung des Bremsbelages zu transformieren.
Der Elektromotor wird daher für die Bremsbetätigung in die Antriebsrichtung und für eine Bremsenfreigabe in die entgegengesetzte Richtung angetrieben. Wenn die Bremse in dem gewünschten Ausmaß betätigt worden ist, wird dem Motor üblicherweise kein Strom zugeführt, wobei die Bremse jedoch betätigt bleibt, bis der Motor in die entgegengesetzte Richtung für eine Bremsenfreigabe angetrieben wird.
Der Zweck der Getriebebremse oder Kupplung ist es, diese Funktion durchzuführen. Eine Drehung des Motors in die Freigaberichtung kann die Getriebebremse oder Kupplung lösen und eine Drehung der Motorwelle ermöglichen.
Die Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen zeigen:
1 einen Querschnitt durch einen Elektromotor bei einer ersten Ausführungsform der Getriebebremse gemäß der Erfindung,
2 eine Seitenansicht des Hauptteiles der Getriebebremse,
3 eine andere Seitenansicht – um 90° gedreht in Bezug auf 2 – der Getriebebremse,
4 einen Querschnitt durch die Getriebebremse entlang der Linie IV-IV in 3,
5 einen Querschnitt, welcher im wesentlichen dem in 1 entspricht, jedoch um 90° gedreht ist und bei dem bestimmte Teile des Elektromotors nicht dargestellt sind,
6 einen Querschnitt durch einen Elektromotor bei einer zweiten Ausführungsform einer Getriebebremse gemäß der Erfindung,
7 eine Seitenansicht, welche allgemein jener von 6 entspricht, jedoch in einem kleineren Maßstab dargestellt ist, und
8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in 6.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erste Ausführungsform gemäß der 1–5
In einem Motorgehäuse 1 mit einer Abdeckung 2 ist ein Stator 3 angebracht. Eine Welle 4 ist im Gehäuse 1 durch ein erstes Lager 5 und in der Abdeckung 2 durch ein zweites Lager 6 gelagert. Die Welle 4 ist an ihrem Ende, welche sich aus dem Gehäuse 1 erstreckt, mit einem Zahnrad 7 versehen. Dieses Zahnrad 7 ist vorgesehen, um in zusätzliche Teile einer Elektroscheibenbremsenanordnung einzugreifen, welche nicht weiter beschrieben ist.
Die Welle 4 ist mit einem Keilring 8 versehen, welcher auf der Welle gelagert ist und nachfolgend weiter beschrieben wird, und koaxial um den Keilring 8 mit einem Rotor 9 versehen. Bei Zufuhr elektrischer Energie kooperieren der Stator 3 und der Rotor 9, um einen Elektromotor zu bilden, welcher die Welle 4 in drehender Weise antreibt, wobei dies entweder in einer Richtung zur Bremsenbetätigung oder in die entgegengesetzte Richtung zur Bremsenfreigabe geschieht.
Durch die Welle 4 erstreckt sich ein Mitnehmerstift 10. Dieser Stift 10 besteht üblicherweise aus mehreren Teilen, wird jedoch als eine Einheit betrachtet. Gleichwohl ist der Stift mit elastischen Hülsen 10' an beiden Enden versehen. Wie aus 4 am besten ersichtlich ist, ist der Keilring 8 mit Aussparungen für den Stift 10 versehen und ist drehbar auf der Welle 4 angeordnet, was bedeutet, dass es ein gewisses Drehspiel 11 zwischen der Welle 4 und dem Keilring 8 gibt.
Auf der Welle 4 ist über einen Freilauf 13 ein Zahnring 12 angeordnet. Eine Bremsscheibe 14 ist in Verzahnungseingriff mit dem Zahnring 12 und ist mit Reibmaterial 14' versehen. Die Bremsscheibe ist durch Druckfedern 15 in der Abdeckung 2 über federnde Lager 16 gegen eine Lamelle 17 vorgespannt, welche mit der Abdeckung 2 auf drehende Weise verbunden ist. Die Druckfedern 15 können in der Form von Tellerfedern ausgebildet sein.
Zwischen dem Keilring 8 und einer Keilhülse 19 sind Walzen 18 angeordnet (2 und 5) und wirken auf diese Teile zwischen entsprechenden Keiloberflächen 8' und 19', wie dies in 2 angedeutet ist. Die Keilhülse 19 ist bezüglich der Welle 4 durch Aussparungen 19'' für den Mitnehmerstift 10 auf drehbare Weise verbunden (3).
Wenn der Keilring 8 bezüglich der Welle 4 gedreht wird, bewegen sich die Walzen 18 die Keiloberflächen 8' und 19' herauf, so dass ein Spiel 20 zwischen der Bremsscheibe 14 und der Keilhülsen 19 genutzt wird und die Federn 15 zusammengedrückt werden, was bedeutet, dass die Reibung zwischen dem Reibmaterial 14' und der Lamelle 17' nicht mehr vorliegt. Die Reaktionskraft wird hierbei durch ein Axiallager 21 aufgenommen.
Funktion
Wenn sich der Elektromotor in die Richtung für die Bremsbetätigung dreht, nimmt der Keilring 8 die Welle 4 mit. Die Welle 4 dreht sich in der Nicht-Feststellrichtung des Freilaufes 13.
Wenn der Elektromotor angehalten wird, so dass das Drehmoment auf dem Keilring 8 nicht mehr vorliegt und die Welle 4 dazu tendiert, sich in die entgegengesetzte Richtung oder in die Bremsfreigaberichtung zu drehen, wird diese Drehung durch den Freilauf 13 und die Bremsscheibe 14 blockiert.
Wenn der Elektromotor in die entgegengesetzte Richtung für die Bremsenfreigabe gedreht wird, bewegt sich der Keilring 8 auf drehende Weise in dem Spiel 11, so dass sich die Walzen 18, die Keiloberflächen 8' und 19' heraufbewegen und die Reibung zwischen dem Reibmaterial 4' auf der Bremsscheibe 14 der Lamelle 17 nicht mehr vorliegt. Somit wird es der Bremsscheibe 14 und damit der Welle 4 ermöglicht, sich in die Bremsfreigaberichtung zu drehen.
Zweite Ausführungsform gemäß der 6–8
Die zweite Ausführungsform weist viele Gemeinsamkeiten mit der ersten Ausführungsform auf, obgleich in diesem Fall die Getriebebremse nicht in dem Elektromotor eingebaut ist. Demgemäß werden die gleichen Bezugszeichen - mit dem Zusatz eines "A" – für entsprechende Teile verwendet.
Es wird somit auf das Gehäuse 1A, die Abdeckung 2A, den Stator 3A, das Abdeckungslager 6A und den Rotor 9A hingewiesen. Die Welle 4A ist mit dem Rotor 9A mittels einer Schraube 9A' auf drehbare Weise verbunden und besitzt ein Zahnrad 7A.
Der Keilring 8A ist auf dem Rotor 9A angeordnet, wobei die Welle 4A mit einer Wellennabe 4A' versehen ist. Zylindrische Antriebselemente 10A sind – wie aus 8 ersichtlich ist – in der Wellennabe 4A' angeordnet und erstrecken sich in Aussparungen im Keilring 8A, so dass es ein gewisses Drehspiel 11A zwischen der Welle 4A (oder eher ihrer Wellennabe 4A') und dem Keilring 8A gibt. Die Antriebselemente 10A sind elastisch.
Wie oben erwähnt worden ist, ist die zweite Getriebebremse außerhalb des Elektromotors angeordnet und besitzt demgemäß ihr eigenes Gehäuse 1A', welches auf eine Weise stationär gehalten ist, die nicht dargestellt ist.
Es wird auf folgende Teile im Gehäuse 1A' hingewiesen, obgleich sie unterschiedlich konstruiert sind. Der Zahnring 12A, der Freilauf 13A, die Brems scheiben 14A, welche mit dem Zahnring 12A verbunden sind, der Druckring 15A, das Lager 16A, die Lamellen 17A, welche mit dem Gehäuse 1A' verbunden sind, die Walzen 18A, die Keilhülse 19A, welche mit der Wellennabe 4A' bei 19A'' drehbar verbunden ist, das Axialspiel 20A, welches zwischen der Keilhülse 19A und Druckstiften 22A gebildet ist, welche sich durch die Bremsscheibe 14A erstrecken (mit Ausnahme desjenigen, das am weitesten rechts in 6 angeordnet ist), und das Axiallager 21A.
Die Funktion der beschriebenen zweiten Ausführungsform entspricht derjenigen der ersten Ausführungsform.

Claims

Getriebebremse für ein Drehteil (4; 4A), welches von einem Motor (3, 9; 3A, 9A) in einer Antriebsrichtung angetrieben wird, wobei die Getriebebremse eine Drehung des Drehteils in die entgegengesetzte Richtung nur dann erlaubt, wenn sich der Motor in dieser entgegengesetzten Richtung dreht, gekennzeichnet durch Kupplungsmittel (14, 17; 14A, 17A) zwischen dem Drehteil (4; 4A) und einem nicht drehenden Gehäuse (1, 2; 1A) und Keilmittel (8, 10, 18, 19; 8A, 10A, 18A, 19A), um ein Entkoppeln des Kupplungsmittels aber nicht des Motors (3, 9; 3A, 9A) bei einer Drehung des Drehteils in die entgegengesetzte Richtung durchzuführen.
Getriebebremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmittel (14, 17; 14A, 17A) durch eine vorgespannte Feder (15; 15A) eingekuppelt wird.
Getriebebremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmittel (14, 17; 14A, 17A) aufweist: mindestens eine Bremsscheibe (14, 14A), welche mit dem Drehteil (4; 4A), welches die Motorwelle ist, verbunden ist, und mindestens eine Lamelle (17; 17A), welche mit dem Gehäuse (1, 2; 1A') verbunden ist.
Getriebebremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bremsscheibe (14; 14A) in Verzahnungs-Eingriff mit einem Zahnring (12; 12A) ist, welcher über einen Freilauf (13; 13A) mit der Welle (4; 4A) verbunden ist.
Getriebebremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Walzen (18; 18A) zwischen geneigten Keiloberflächen (8', 19') auf einem Keilring (8; 8A), welcher mit einem Rotor (9; 9A) des Motors (3, 9; 3A, 9A) verbunden ist, und einer Keilhülse (19; 19A) angeordnet sind zum Entkoppeln des Kupplungsmittels (14, 17; 14A, 17A) gegen die vorgespannte Feder (15; 15A).
Getriebebremse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Drehspiel (11, 11A) zwischen dem Keilring (8; 8A) und der Welle (4; 4A).
Getriebebremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mitnehmerstift (10), welcher sich durch die Welle (4) erstreckt, in Aussparungen in einer radialen Endoberfläche auf dem Keilring (8) eingreift, welcher drehbar auf der Welle (4) angeordnet ist.
Getriebebremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mitnehmerelemente (10A), welche von einer Wellennabe (4A') radial hervorstehen, in Umfangsaussparungen in dem Keilring (8A) eingreifen, wobei die Welle (4A) mit der Wellennabe (4A') in Bezug auf den Rotor (9A) und den Keilring (8A), welcher mit dem Rotor (9A) verbunden ist, drehbar angeordnet ist.