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Dokumentenidentifikation DE19855235A1 08.06.2000
Titel Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Mosler, Christian, Dipl.-Ing., 70378 Stuttgart, DE;
Spielmann, Werner, Dipl.-Ing., 71576 Burgstetten, DE
DE-Anmeldedatum 30.11.1998
DE-Aktenzeichen 19855235
Offenlegungstag 08.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2000
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
Zusammenfassung Bei bekannten derartigen Vorrichtungen wird ein (Fest-)Bremsmoment mittels einer an einem Tellerrad des Ausgleichsgetriebes einer Achse angeordneten Bremseinrichtung erzeugt. Hierbei sind für die Erzielung geeigneter Bremsmomente große Betätigungskräfte sowie ein großer Bauraum in axialer Richtung des Tellerrades erforderlich.
Eine Verbesserung der Bremswirkung und eine kompakte Bauweise können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Erzeugung des (Fest-)Bremsmomentes am Antriebsritzel des Ausgleichsgetriebes erzeugt werden, so daß das Bremsmoment durch die Getriebestufe des Ausgleichgetriebes übersetzt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit einem ein Antriebsritzel und zwei Abtriebswellen aufweisenden Ausgleichgetriebe sowie einer dem Ausgleichgetriebe zugeordneten Bremseinrichtung, die über mindestens eine mit einem Ritzel des Ausgleichgetriebes verbundene Bremstrommel und einen sich am Gehäuse des Ausgleichgetriebes mittels eines Bremsschildes abstützenden und gegen die Bremstrommel preßbaren Bremskörper verfügt.

Bei einer bekannten derartigen Vorrichtungen wird das Bremsmoment innerhalb des Achskörpers am Tellerrad des Ausgleichgetriebes durch Reibkontakt eines mit dem Tellerrad verbundenen Bremskörpers und einer mit dem Gehäuse des Ausgleichgetriebes verbundenen Bremstrommel erzeugt (DE 828 639). Eine derartige (Zusatz-)Bremseinrichtung erfordert einen großen Einbauraum der Bremseinrichtung in axialer Richtung des Tellerrades. Weiterhin müssen infolge der geringfügigen Übersetzung des in das Tellerrad eingebrachten Bremsmomentes zu den Fahrzeugrädern große Betätigungskräfte der Bremseinrichtung aufgebracht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung der Vorrichtung vorzuschlagen, die bei geringen Betätigungskräften eine gute (Fest-)Bremswirkung erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch eine Einleitung des Bremsmomentes in das Antriebsritzel wird das in der Bremstrommel erzeugte Bremsmoment mit dem Ausgleichgetriebe übersetzt. Hierdurch ergibt sich eine gegenüber den bekannten Vorrichtungen erhöhte Bremswirkung und/oder kleinere notwendige Betätigungskräfte.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel einen Anschlußkörper aufweist, mittels dessen die Antriebswelle mit dem Antriebsritzel verbindbar ist. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung, da das Antriebsritzel nicht aus der Bremseinrichtung herausragt. Die Übertragung von Antriebsmomenten kann insbesondere durch gegenüber dem Antriebsritzel vergrößerte Radien der Kraftübertragungsstellen vereinfacht werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung als Duo-Servo- Trommelbremse ausgebildet ist. Hierdurch können herkömmliche, bekannte und in großen Stückzahlen hergestellte Bremseinrichtungen und die an sich bekannten Vorteile eine Duo- Servo-Trommelbremse, beispielsweise niedrige Betätigungskräfte, für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung angewendet werden.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist die Bremseinrichtung eine axiale Betätigungsrichtung auf. Hierdurch ist eine vereinfachte Zuführung des Bremsseiles und der Bremsseilführung, insbesondere mit einer Verkürzung derselben sowie einer reibungsarmen Führung bei kleinen Umlenkradien, möglich. Des weiteren können bei axialer Betätigungsrichtung an sich bekannte Bremseinrichtungen eingesetzt werden, die eine symmetrische Kinematik aufweisen mit gleicher Wirkung für beide Drehrichtungen des Antriebsritzels.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausgleichgetriebe mit (Zusatz-)Bremseinrichtung,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Horizontalschnittes gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 einen Ausschnitt eines Horizontalschnittes einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ein Antriebsstrang verfügt über einen Motor mit Schaltgetriebe, der über eine Antriebswelle, z. B. eine Kardanwelle, ein Differential- oder Ausgleichgetriebe 10 und zwei dem Ausgleichgetriebe 10 zugeordnete Abtriebswellen 11 mit den einer Achse, beispielsweise einer Hinterachse, zugeordneten Fahrzeugrädern verbunden ist zur Übertragung eines Antriebs- und/oder (Motor-)Bremsmomentes. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann wahlweise im Zusammenhang mit dem Antrieb von Vorder- und/oder Hinterachsen eingesetzt werden. Über den Antriebsstrang kann ein die Bewegung des Kraftfahrzeugs unterstützendes Antriebsmoment sowie ein der Bewegung entgegenwirkendes Bremsmoment übertragen werden. Zusätzliche Bremsmomente können durch den Fahrzeugrädern zugeordnete Bremseinrichtungen sowie die erfindungsgemäße (Brems-) Vorrichtung erzeugt werden.

Das Antriebsmoment wird in bekannter Weise mittels eines Tellerrades 12, eines Ausgleichgehäuses 13, einer Ausgleichradachse 14, einem Ausgleichkegelrad 15 und einem Achswellenkegelrad 16 von einem der Antriebswelle zugeordneten Antriebsritzel 17 an die mit gleicher oder unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeit umlaufenden Abtriebswellen 11 mit an den beiden Abtriebswellen 11 gleichen oder unterschiedlichen Abtriebsmomenten übertragen.

Das Antriebsritzel 17 ist über zwei Kegelrollenlager 18, 19 gegenüber dem Gehäuse 20 des Ausgleichgetriebes 10 drehbar gelagert. Im der Antriebswelle gegenüberliegenden Endbereich verfügt das Antriebsritzel 17 über ein mit dem Tellerrad 12 im Eingriff stehendes Kegelstirnrad 21. Die Innenringe 22, 23 der Kegelrollenlager 18, 19 sind durch eine Distanzhülse 24 in definiertem Abstand voneinander auf dem Antriebsritzel 17 positioniert, wobei die Innenringe 22, 23 dem Kegelstirnrad 21 in Richtung der Antriebswelle vorgelagert sind. Dem Kegelrollenlager 19 vorgelagert stützen sich auf dem Antriebsritzel 17 weiterhin eine Dichthülse 25 sowie eine Bremstrommel 26 mit formschlüssiger Verbindung in Umfangsrichtung des Antriebsritzels 17, beispielsweise einer Keilwellenverbindung, ab. Die Innenringe 22, 23, Distanzhülse 24, Dichthülse 25 und die Bremstrommel 26 sind axial auf dem Antriebsritzel 17 verschieblich und werden mittels einer im der Antriebswelle zugewandten Endbereich des Antriebsritzels 17 angeordneten Wellenmutter 27 gegen einen Wellenabsatz, insbesondere das Kegelstirnrad 21, gespannt und fixiert.

Das Gehäuse 20 verfügt im der Antriebswelle zugewandten Endbereich über eine quer zum Antriebsritzel 17 orientierte Flanschfläche 28, eine im wesentlichen zylinderförmige Bohrung 29 mit Absätzen 30, in der die Kegelrollenlager 18, 19 Aufnahme finden. Der Bohrung 29 und der Flanschfläche 28 ist in Richtung der Bremstrommel 26 eine Ausnehmung 31 vorgelagert, in der eine Dichtung 32 Aufnahme findet, deren Dichtflächen bzw. Dichtlippen in Wirkverbindung mit der (mit dem Antriebsritzel 17 umlaufenden) Dichthülse 25 steht, so daß eine Abdichtung zwischen dem Inneren des Gehäuses 20 des Ausgleichgetriebes 10 und der Umgebung gebildet ist.

Über die Flanschfläche 28 ist mit dem Gehäuse 20 mittels mehrerer in Umfangsrichtung um die Längsachse des Antriebsritzels 17 verteilte Flanschschrauben 34 ein Bremsschild 33 verbunden. Das Bremsschild 33 weist eine Bremsschildglocke 35 sowie einen Bremsbackenträger 36 auf.

Die Bremsschildglocke 35 ist mittels der Flanschschrauben 34 mit dem Gehäuse 20 verschraubbar und mit der Gegenfläche 37 gegen die Flanschfläche 28 preßbar. Von der Gegenfläche 37 läuft die Bremsschildglocke 35 in Richtung der Bremstrommel 26 im wesentlichen hohlkegelförmig bzw. trichterförmig zu. Im der Bremstrommel 26 zugewandten Endbereich weist die Bremsschildglocke 35 eine weitere, quer zum Antriebsritzel 17 und parallel zur Gegenfläche 37 orientierte Flanschfläche 38 mit in Umfangsrichtung derselben verteilten und koaxial zum Antriebsritzel 17 orientierten Gewindebohrungen 39 auf. Die Bremsschildglocke 35 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch zum Antriebsritzel 17 ausgebildet. Durch eine Bohrung 40 der Bremsschildglocke 35 ist berührungslos das Antriebsritzel 17 mit Dichthülse 25 hindurchgeführt. Teile des Gehäuses 20, die Ausnehmung 31 und/oder die Dichtung 32 können im Inneren der Bremsschildglocke 35 angeordnet sein bzw. in diese hineinragen.

Der Bremsbackenträger 36 ist im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und weist in Umfangsrichtung Bohrungen 41 auf, die bei Anordnung des Bremsbackenträgers 36 koaxial zum Antriebsritzel 17 fluchtend zu den Gewindebohrungen 39 angeordnet sind. Mittels der Schrauben 78 ist der Bremsbackenträger 36 an die Bremsschildglocke 35 anschraubbar und somit mit dem Gehäuse 20 verbunden. Das Antriebsritzel 17 ist durch den Bremsbackenträger 36 und die Bremsschildglocke 35 berührungslos hindurchgeführt.

Die Bremstrommel 26 weist zwei koaxial zueinander orientierte Hohlzylinder 42, 43 auf, die im der Antriebswelle zugewandten Endbereich über einen im wesentlichen kreisringförmigen, quer zur Längsachse des Antriebsritzels 17 orientierten Verbindungskörper 44 miteinander verbunden sind. Die Innenfläche des Hohlzylinders 43 verfügt über eine korrespondierend zum keilwellenförmigen Außenquerschnitt des Antriebsritzels 17 ausgebildeten keilwellenförmigen Querschnitt. Der Verbindungskörper 44 ist flanschförmig mit in Umfangsrichtung auf diesem verteilten Bohrungen 45 ausgebildet. Mittels in diesen Bohrungen 45 angeordneter, in den vorliegenden Zeichnungen nicht dargestellter Schrauben ist die Bremstrommel 26 mit der Antriebswelle verbindbar.

Die Hohlzylinder 42, 43 und der Verbindungskörper 44 bilden eine kreisringförmige, in Richtung des Bremsschildes 33 offene Ausnehmung 46, in der die mit dem Bremsschild 33 im Bereich des Bremsbackenträgers 36 verbundenen Bremsbacken 47 Aufnahme finden, und zwar im unbetätigten Zustand berührungslos mit der Bremstrommel 26.

In üblicher Weise können durch Betätigung der mit dem Bremsschild 33, den Bremsbacken 47 und der Bremstrommel 26 gebildeten Bremseinrichtung 48 über ein in einer Führung 49 geführtes Bremsseil 50 die Bremsbacken 47 in radialer Richtung auseinandergespreizt werden und mindestens Teilbereiche der Bremsbacken 47 gegen die zylinderförmige Innenfläche 51 der Bremstrommel 26 gepreßt werden. Beispielsweise kann derart durch Handbetätigung eine Feststellwirkung des Ausgleichgetriebes 10 und damit der Fahrzeugräder erzielt werden. Die Zuführung des Bremsseiles 50 zu Spreiz- und Betätigungsorganen der Bremse 48 erfolgt gemäß Fig. 2 über eine Ausnehmung aus dem Bremsbackenträger 36, durch die das Bremsseil 50 von der Umgebung des Gehäuses 20 den Betätigungsorganen zuführbar ist.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform der Bremseinrichtung 48 und dieser zugeordneter Teile dargestellt. Eine am Gehäuse 20 angeflanschte Bremsschildglocke 52 weist eine im montierten Zustand quer zum Antriebsritzel 17orientierte Kreisringscheibe 53 auf, die über Schrauben 54 mit der Flanschfläche 26 verbunden ist. In der Innenbohrung 55 der Kreisringscheibe 53 erstrecken sich die Ausnehmung 32, die Dichtung 32 und der Nabenkörper 60. Auf der dem Gehäuse 20 abgewandten Seite ist die Kreisringscheibe 53 im außenliegenden Bereich mit einer hohlzylinderförmigen Gehäusewandung 56 verbunden, die sich koaxial zum Antriebsritzel 17 erstreckt. Im freien, dem Gehäuse 20 gegenüberliegenden Endbereich ist die Gehäusewandung 56 mit einem quer zum Antriebsritzel 17 orientierten Bremsschild 57, beispielsweise über in Fig. 3 nicht dargestellte Schraubverbindungen, verbunden. Die Kreisringscheibe 53, die Gehäusewandung 56 und das Bremsschild 57 umgeben U-förmig eine in Richtung der Antriebswelle offene und um das Antriebsritzel 17 umlaufende Ausnehmung 58, in die eine Bremstrommel 59 eingebracht ist.

Die (rotationssymmetrische) Bremstrommel 59 verfügt über einen im wesentlichen hohlzylinderförmigen Nabenkörper 60, der im Inneren einen Verbindungsbereich zur formschlüssigen Verbindung desselben mit der Antriebswelle aufweist. Im dem Gehäuse 20 zugewandten Endbereich ist die Außenfläche des Nabenkörpers 60 als Lauffläche für die Dichtung 32 ausgebildet. Der Nabenkörper 60 ist mit einer quer zum Antriebsritzel 17 orientierten Trägerscheibe 61 und in deren Endbereich auf der dem Gehäuse 20 abgewandten Seite mit einem zylinderförmigen Trommelkörper 62 verbunden. Zwischen dem Trommelkörper 62 und der Bremsschildglocke 52 ist ein (hohlzylinderförmiger) Luftspalt ausgebildet. Die Außen- und Innenflächen des Trommelkörpers 62 erstrecken sich ungefähr parallel zur Innenfläche der Gehäusewandung 56 und zur Längsachse des Antriebsritzels 17. Im vom Trommelkörper 62 gebildeten, von der Trägerscheibe 61 in Richtung des Gehäuses 20 geschlossenen und in entgegengesetzter Richtung offenen Innenraum 62 sind die in üblicher Weise ausgebildeten Bremsbacken 64 mit zugeordneten Zusatzeinrichtungen, insbesondere Betätigungseinrichtung 65 und Einstelleinrichtung 66, angeordnet. Die Bremsbacken 64 stützen sich in an sich bekannter Weise am Bremsschild 57 ab.

In Richtung der Antriebswelle sind auf dieser der Innenring 22, die Distanzhülse 24, der Innenring 23, der Nabenkörper 60 und ein drehfest mit dem Antriebsritzel 17 verbundener Flanschkörper 67 angeordnet, die über eine im Endbereich des Antriebsritzels 17 angeordnete Wellenmutter 68 gegen einen Wellenabsatz verspannt sind. Der Nabenkörper 60 und der Flanschkörper 67 treten mit dem Antriebsritzel 17 in formschlüssige Verbindung, insbesondere mittels einer Keilwellenverzahnung. Der Flanschkörper 67 verfügt im der Antriebswelle zugewandten Endbereich über einen über den Bereich der Keilwellenverzahnung und die Wellenmutter 68 auskragenden Flansch 69, mittels dessen das Antriebs- oder ein Motorbremsmoment von der Antriebswelle an das Antriebsritzel 17 übertragbar ist. Der Flanschkörper 67 tritt in eine Innenbohrung 70 des Bremsschildes 57 ein.

Eine Abdichtung des Ausgleichgetriebes 10 erfolgt über die Dichtung 32 zwischen dem Gehäuse 20 und dem Nabenkörper 60, die bei Bewegung des Antriebsritzels 17 eine Relativbewegung ausführen. Eine Abdichtung der Bremseinrichtung 77 erfolgt mittels der zwischen der Bremstrommel 59 und dem Bremsschild 57 angeordneten Dichtelemente 71, 72 sowie der zwischen dem Bremsschild 57 und dem Flanschkörper 67 angeordneten Dichtelemente 72, 73.

Die Zufuhr des Bremsseiles 74 und der Bremsseilführung 75 erfolgt bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform in axialer Richtung des Antriebsritzels 17, insbesondere durch eine parallel zum Antriebsritzel 17 orientierte Bohrung 76 des Bremsschildes 57.

Die (Zusatz-)Bremseinrichtung verfügt über einen gemeinsamen Innenraum bzw. ein gemeinsames Gehäuse mit dem Ausgleichgetriebe.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit einem ein Antriebsritzel (17) und zwei Abtriebswellen (11) aufweisenden Ausgleichgetriebe (10) sowie einer dem Ausgleichgetriebe (10) zugeordneten Bremseinrichtung (48, 77), die über mindestens eine mit einem Ritzel (11, 17) des Ausgleichgetriebes (10) verbundene Bremstrommel (26, 59) und einen sich am Gehäuse (20) des Ausgleichgetriebes (10) mittels eines Bremsschildes (33, 57) abstützenden und gegen die Bremstrommel (26, 59) preßbaren Bremskörper verfügt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (26, 59) mit dem Antriebsritzel 17 verbunden ist und daß der oder die Bremskörper als Bremsbacken (47, 64) ausgebildet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (26, 59) einen Anschlußkörper (44, 67) zur Verbindung des Antriebsritzels (17) mit einer Antriebswelle aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (48, 77) als Duo-Servo- Trommelbremse ausgebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (48, 77) eine axiale Betätigungsrichtung aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Bremseinrichtung (48, 77) im Bereich der Fahrzeugräder eine Bremse angeordnet ist, die gemeinsam mit der Bremseinrichtung (48, 77) zur Erzielung eines Festbremsmomentes betätigbar ist.






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