PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10026558C2 29.05.2002
Titel Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Herffurth, Rainer, Dipl.-Ing., 34233 Fuldatal, DE;
Mierisch, Uwe, Dipl.-Ing., 34225 Baunatal, DE;
Mosler, Christian, Dipl.-Ing., 70374 Stuttgart, DE;
Spielmann, Werner, Dipl.-Ing., 71576 Burgstetten, DE
DE-Anmeldedatum 27.05.2000
DE-Aktenzeichen 10026558
Offenlegungstag 07.06.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.05.2002
IPC-Hauptklasse B60T 1/06

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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 Bremsgegenkörper, nämlich einer Bremstrommel, erzeugt (DE 828 639 B). 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.

Aus der DE 25 57 957 A1 ist ein Getriebekasten bekannt, bei dem eine Getriebewelle zur Erzeugung eines Parkmomentes mittels einer gehäusefesten Scheibenbremse mit mehreren Lamellen abbremsbar ist.

Die DE 14 30 534 B offenbart eine Bremseinrichtung eines Differentialgetriebes, dessen Getriebeantriebswelle abbremsbar ist. Hierzu sind hülsenartige Fortsätze, die drehfest mit Übertragungskegelrädern verbunden sind, aus dem Gehäuse des Differentialgetriebes herausgeführt. Die Fortsätze werden an den außenliegenden Enden mit einer Bremseinrichtung ausgerüstet und treten in Wirkverbindung mit hydraulischen oder pneumatischen Bremszylindern.

Aus den Druckschriften US 1 567 699 A und DE 355 153 A ist eine Kombination mindestens einer den Fahrzeugrädern zugeordneten Bremse mit einer Getriebebremse, welche in Wirkverbindung mit einer Ausgangswelle des Fahrzeuggetriebes tritt, bekannt.

Aus der Druckschrift US 1 506 205 A ist eine Bremseinrichtung bekannt, deren Wartung mit niedrigem Aufwand erfolgen soll. Die Bremseinrichtung verfügt über eine sich an einem Gehäuse abstützende Trommelbremse.

Weiterhin ist entsprechend der EP 0 794 096 A2 eine an einem Antriebsritzel eines Differentials angeordnete (Zusatz-) Bremseinrichtung in Lamellenform bekannt. Bei dieser Ausgestaltung wird bei Auslösung der Bremseinrichtung in einer Parkstellung eine Differentialsperre betätigt.

Gemäß der US 3955650 A ist zwischen dem Antriebsritzel eines Differentials und einer Antriebswelle eine Bremseinrichtung mit einer mit der Antriebswelle drehbaren Bremsscheibe bekannt. Die Bremsscheibe ist gegenüber dem Gehäuse des Differentials abbremsbar.

Die genannten Zusatzbremseinrichtungen haben den Nachteil, daß sie fester Bestandteil der Achskonstruktion sind und bereits bei der Herstellung der Achse oder des Differentials Aufnahmeräume oder Verbindungsstellen vorgesehen sein müssen.

Eine Nachrüstlösung ist aus der US 5 368 135 A bekannt. Gemäß dieser Ausgestaltung wird im Nachrüstfall in den Kraftfluß zwischen der Antriebswelle und dem Antriebsritzel des Differentials eine Bremsscheibe eingebracht. Der mit der Bremsscheibe in Wirkverbindung tretende Bremsgegenkörper stützt sich mittels einer als starrer Träger ausgebildeten Abstützeinrichtung an einem quer zur Längsachse orientierten Teil des Gehäuses des Differentials ab. Die Verbindung des Trägers mit dem Gehäuse erfolgt über das Gehäuse umgreifende Klammern, welche mit dem Träger über Muttern verspannbar sind.

Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, daß die das Bremsmoment abstützenden Teile der Bremseinrichtung starr mit dem Gehäuse verbunden sind. Durch die Einleitung der Bremsmomente werden die Abstützeinrichtung und die Verbindungsstelle derselben mit dem Gehäuse mit einem Moment belastet. Weiterhin ist die Montage der Zusatzbremseinrichtung infolge der Notwendigkeit der exakten Positionierung des Trägers relativ zur Bremsscheibe aufwändig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung der Vorrichtung vorzuschlagen, die bei verbesserter Kraftübertragung eine einfache Montage in einem Nachrüstfall oder bei einer Variantenausrüstung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Abstützeinrichtung des Bremsgegenkörpers verfügt über mindestens zwei Teilelemente, die unter Ausbildung mindestens eines Freiheitsgrades im Kraftfluß zwischen dem Bremsgegenkörper und den Befestigungselementen am Gehäuse miteinander verbunden sind.

Durch eine Einleitung des Bremsmomentes in das Antriebsritzel wird das in der Bremstrommel erzeugte Bremsmoment mit dem Ausgleichgetriebe übersetzt. Hierdurch ergeben sich eine gegenüber den bekannten Vorrichtungen erhöhte Bremswirkung und/oder kleinere notwendige Betätigungskräfte. Beispielsweise ist der Bremskörper form- und/oder reibschlüssig unmittelbar auf dem Antriebsritzel angeordnet, wodurch sich eine besonders kompakte, steife und einfache Bremseinrichtung ergibt. Im Vergleich zu einer Getriebebremse wirkt sich bei einer Anordnung der Bremseinrichtung in unmittelbarer Umgebung des Antriebsritzels oder des Differentials die Elastizität der Antriebswelle, insbesondere der Kardanwelle, und/oder eine Spiel von Zwischengelenken nicht auf die Bremswirkung der Bremseinrichtung aus.

Mittels des erfindungsgemäßen Freiheitsgrades zwischen den Teilelementen kann ein veränderter Kraftfluß von der Bremseinrichtung zum Gehäuse erfolgen. Die Verbindung zwischen den Teilelementen unter Ermöglichung mindestens eines Freiheitsgrades kann beispielsweise durch elastische Lagerelemente und/oder Gelenke erfolgen. Elastische Lagerelemente, welche vorzugsweise (begrenzte oder kraftabhängige) Verschiebungen und/oder Verdrehungen ermöglichen, dämpfen insbesondere dynamische Kraftverläufe des Bremsmomentes, beispielsweise Momentensprünge oder -spitzen, was einerseits vorteilhaft für die erzielte Bremswirkung und andererseits vorteilhaft für die Kraftübertragung auf das Gehäuse ist. Im Falle einer Ermöglichung eines Freiheitsgrades mit Hilfe eines Gelenkes in montiertem Zustand der Vorrichtung kann das Gelenk nur Kräfte, aber keine Momente übertragen, wodurch die Belastung der Verbindungsstelle zwischen Gehäuse und Abstützeinrichtung verbessert oder verringert ist.

Infolge des Freiheitsgrades der Abstützeinrichtung ist eine vereinfachte Montage ermöglicht. Fertigungsungenauigkeiten werden mittels des Freiheitsgrades ausgeglichen. Bei der Fertigung oder Montage der (Zusatz-)Bremseinrichtung kann infolge des mindestens einen Freiheitsgrades der Abstützeinrichtung mit verringerter Genauigkeit oder verringertem Aufwand gearbeitet werden.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist durch eine Vorrichtung gemäß der Merkmale des Anspruchs 2 gegeben. Durch die zwischen dem mit dem Gehäuse verbundenen Träger und der mit der Bremseinrichtung, insbesondere dem Bremsgegenkörper, verbundenen Strebe angeordnete Pendelstütze sowie die Gelenkelemente ergibt sich die Möglichkeit räumlicher Bewegungen des Bremsgegenkörpers bei der Montage sowie eingeschränkter Bewegungen beim Betrieb der Bremseinrichtung bei gleichzeitiger Abstützung des Bremsmomentes. Die Pendelstütze wird im idealen Fall nur durch das Bremsmoment aufnehmende Längskräfte belastet.

Durch die Anordnung der Pendelstütze können Strebe und Träger in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein. Dies ermöglicht eine beliebige Gestaltung von Einbauräumen und beispielsweise eine Anpassung der Geometrie für weitere Bauteile wie eine Zufuhr des Bremsseiles.

Vorzugsweise ist das Gelenkelement als Kugelgelenk ausgebildet. Derartige Gelenke sind als Standardbauteile bei geringen Kosten verfügbar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem Antriebsritzel und der (Antriebs-)welle ein (Kardan-)Gelenk vorgesehen. Für den Fall, daß der Bremskörper fest mit dem (Antriebs-)Welle verbunden ist, führt der Bremsgegenkörper infolge einer Verschwenkung der Antriebswelle gegenüber dem Antriebsritzel, beispielsweise im Zusammenhang mit einem Einfedern der Achse, Bewegungen aus, welche durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des mindestens einen Freiheitsgrades ermöglicht sind.

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

Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung 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.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Bremseinrichtung zusätzlich zu mindestens einer im Bereich der Fahrzeugräder angeordneten Bremse zur Erzeugung eines (Fest)Bremsmomentes angeordnet. Hierdurch ist ein redundantes System gegeben, wodurch die Sicherheit erhöht werden kann. Weiterhin kann durch die vorgeschlagene Maßnahme das maximal erzielbare (Fest)Bremsmoment erhöht werden.

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,

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

Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausgleichgetriebe mit (Zusatz-)Bremseinrichtung,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausgleichgetriebe mit (Zusatz-)Bremseinrichtung,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausgleichgetriebe mit (Zusatz-)Bremseinrichtung,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausgleichgetriebe mit (Zusatz-)Bremseinrichtung, beispielsweise entsprechend Fig. 5 und

Fig. 8 einen Horizontalschnitt einer alternativen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Ausgleichgetriebes mit (Zusatz-)Bremseinrichtung.

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 können 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 17 orientierte 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.

Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein aus einem Gehäuse 79 eines Ausgleichgetriebes 80 auskragendes Antriebsritzel 81 mittels eines im dem Ausgleichgetriebe 80 gegenüberliegenden Endbereich angeordneten Flansches 82 und eines mit diesem verbundenen Gegenflansches 83 mit einer fluchtend zum Antriebsritzel 81 angeordneten Welle 84 verbunden. Flansch 82 bzw. Gegenflansch 83 ist einstückig oder mehrstückig mit dem zugeordneten Antriebsritzel 81 bzw. Welle 84 verbunden.

Mit der Welle 84 ist eine Bremseinrichtung 85 verbunden, die wesentlichen entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gestaltet ist, beispielsweise mit mit einem Bremskörperträger 86 verbundenen Bremsbacken 87, die mit einer Bremstrommel 88 in Wirkverbindung treten. Abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 stützt sich der Bremskörperträger 86 über eine Abstützeinrichtung 89 an der dem Ausgleichgetriebe 80 zugeordneten Achse, beispielsweise am Gehäuse 90 des Achskörpers, ab.

Die Abstützeinrichtung 89 verfügt über einen im wesentlichen hohlzylinderförmigen Lagerkörper 91, der teilweise innenliegend von den Bremsbacken 87 angeordnet ist. An einer Mantelfläche des Lagerkörpers 91 stützt sich der Bremskörperträger 86 im Bereich einer innenliegenden Bohrung des Bremskörperträgers 86 ab. Radial innenliegend ist in dem Lagerkörper 91 mindestens eine Lagerstelle 97, beispielsweise zwei Kugellager, angeordnet, mittels derer eine Lagerung zwischen der Welle 84 und dem Lagerkörper erfolgt. Lagerkörper 91 und Welle 84 sind fluchtend zueinander angeordnet.

Weiterhin weist die Abstützeinrichtung 89 eine im wesentlichen radial zur Welle 84 orientierte Strebe 92 auf. Im in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Strebe 92 einstückig mit dem Lagerkörper 91 ausgebildet und mit dem Bremsbackenträger 86 verschraubt. Im der Welle 84 gegenüberliegenden Endbereich der Strebe 92 ist diese mit einem ungefähr in Fahrzeuglängsrichtung orientierten Träger 93 verbunden. Der Träger 93 ist im der Strebe 92gegenüberliegenden Endbereich mit dem Gehäuse 90 verbunden, insbesondere verschweißt oder verschraubt.

Die Verbindung der Strebe 92 mit dem Träger 93 erfolgt insbesondere mittels eines in einem Lagerauge 94 der Strebe angeordneten Lagerelement 95, welches beispielsweise radial innenliegend mit einem Wellenstück 96 des Träger 93 verbunden ist bzw. dieses umschließt. Das Lagerelement 95 ist vorzugsweise federelastisch und/oder dämpfend ausgebildet.

Strebe 92 und Träger 93 sind entsprechend den mechanischen Beanspruchungen derselben, insbesondere biegesteif oder mit einem großen Flächenträgheitsmoment, ausgebildet.

Die Welle 84 ist im dem Gegenflansch gegenüberliegenden Endbereich, beispielsweise im Bereich eines Flansches der Bremstrommel 88, mit einer Antriebswelle, insbesondere einer Kardanwelle, verbunden.

Alternativ zur in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform können das Antriebsritzel 81 und die Welle 84 einstückig ausgebildet sein. Hierdurch kann die Verbindungsstelle mittels der Flansche eingespart werden, so daß sich eine kompaktere Bauweise ergibt. Weiterhin kann bei einstückiger Ausbildung und geringfügig aus dem Gehäuse des Ausgleichgetriebes 80 auskragender Welle 84 auf die Lagerstelle 97 verzichtet werden.

Die Bremseinrichtung ist in axialer Richtung nur geringfügig beabstandet vom Ausgleichgetriebe angeordnet. Vorzugsweise ist die Welle 84 möglichst mit geringer Längserstreckung ausgebildet.

Gemäß einem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Strebe 92 und der Träger 93 über ein Verbindungselement 98 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 98 verfügt beispielsweise über eine Pendelstütze 99, die in deren Endbereichen mit den jeweiligen zugeordneten Endbereichen der Strebe 92 sowie des Trägers 93 durch eine Verbindung verbunden ist. Die Verbindung ist gelenkig um mindestens eine Achse ausgebildet. Vorzugsweise verfügt die Verbindung über ein Kugelgelenk 100, 101, welches in an sich bekannter Weise eine Verschwenkung der Pendelstütze 99 gegenüber der Strebe 92 bzw. dem Träger 93 ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung, insbesondere das Kugelgelenk, elastisch nachgiebig zur Ermöglichung elastischer Verschiebungen und/oder Verdrehungen ausgebildet sein. Die Befestigung zwischen den der Pendelstütze 99 zugeordneten Kugelgelenken 100, 101 und der Strebe 92 bzw. dem Träger 93 erfolgt über jeweils einen Bolzen 102, 103. Die Pendelstütze 99 ist ungefähr vertikal orientiert, vorzugsweise sind die Längsachsen des Trägers 93, der Pendelstütze 99 und der Strebe 92 in dieser Reihenfolge entsprechend den Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems orientiert oder gegenüber diesen um maximal 10 Grad, 20 Grad oder 30 Grad geneigt. Bauteile 92, 93 und 99 können geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein.

Die Befestigung des Trägers 93 am Gehäuse 90 erfolgt gemäß Fig. 5 mittels Befestigungselementen, insbesondere einer Klemmvorrichtung 104, die über zwei Halbschalen 105, 106 verfügt, deren Innenkontur ungefähr entsprechend Teilbereichen der Außenkontur des Gehäuses 90 ausgebildet ist. Die Halbschalen 105, 106 umgeben das Gehäuse 90 teilweise auf gegenüberliegenden Seiten unter Ausbildung gegenüberliegender Spalte zwischen einander zugewandten Stirnflächen und können mittels zweier Bügelschrauben 107, 108 gegeneinander bzw. mit dem zwischen diesen angeordneten Gehäuse 90 verspannt werden.

Gemäß dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Welle 84 und dem Gegenflansch 83 ein Gelenk, insbesondere ein Kreuzgelenk 109 zur Ermöglichung einer Verschwenkung der Längsachse des Antriebsritzels 81 gegenüber der Längsachse der Welle 84, insbesondere um eine Achse quer zur Fahrzeuglängsachse, angeordnet. Das Kreuzgelenk 109 ist zwischen dem Ausgleichgetriebe 80 und der Bremseinrichtung 85 angeordnet, insbesondere mit geringem Abstand.

Entsprechend den Fig. 5 und 6 erfolgt die Zufuhr des Bremsseiles ungefähr in Fahrzeuglängsrichtung.

Gemäß Fig. 7 liegt der Verbindungspunkt 110 zwischen der Pendelstütze 99 und dem Träger 93 unterhalb einer horizontalen Ebene 111, durch die die Längsachse der Welle 84 läuft sowie unterhalb der Längsachse des Gehäuses 90. Der Verbindungspunkt 112 der Pendelstütze 99 mit der Strebe 92 liegt (geringfügig) oberhalb der Ebene 111, während die Abstände des Anlenkpunktes 113 der Strebe 92 an die Bremseinrichtung 85 und des Verbindungspunktes 110 von der Ebene 111 ungefähr gleich sind. Die Pendelstütze 99 ist in vertikaler Richtung ungefähr geradlinig ausgebildet, während die Strebe 92 gekrümmt ausgebildet ist. Die Bauteile 92, 93 und 99 sind derart angeordnet und/oder die Strebe 92 ist derart gekrümmt, daß der Anlenkpunkt 103 und die Pendelstütze 99 mit den Verbindungspunkten 110, 112 ungefähr in einer quer zur Fahrzeuglängsachse orientierten Ebene liegen.

Entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 6 mit Kreuzgelenk sind die Verbindungspunkte 110, 112, die vorzugsweise ungefähr den Mittelpunkten der Kugelgelenke 100, 101 entsprechen, in einer vertikal und quer zur Fahrzeuglängsachse orientierten Ebene angeordnet, die durch den Mittelpunkt des Kreuzgelenkes 109 verläuft. Hierdurch ergibt sich ein geringes Abstützmoment bei einer Bremsung und eine Vermeidung oder Verringerung eines Anhebens der Kardanwelle

Gemäß dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt ein Ausgleichgetriebe 210 über ein in einem Gehäuse 211 desselben über zwei Kegelrollenlager 212, 213 gelagertes Antriebsritzel 214. Das Antriebsritzel 214 weist ein Kegelrad 215 auf, welches in Eingriff mit einem Tellerrad 216 des Ausgleichgetriebes 210 steht, sowie ein Wellenstück 217. Das aus dem Gehäuse 211 herausragende Wellenstück 217 ist über einen Verbindungsflansch 218 mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Kupplungselement verbunden, insbesondere über mehrere über den Umfang des Verbindungsflansches 218 verteilte und axial orientierte Bohrungen 219.

Der Verbindungsflansch 218 ist mittels bekannter Wellen-Naben- Verbindungen formschlüssig mit dem Wellenstück 217 verbunden, beispielsweise mittels einer Keilwellenverzahnung 220. Der Verbindungsflansch 218 wird über eine dem freien Wellenende des Antriebsritzels 214 zugeordnete Wellenmutter 221 in axialer Richtung gegen einen, sich insbesondere über eine Hülse 222, den Innenring 223 des Kegelrollenlagers 212 an einem Wellenabsatz des Antriebsritzels 214 abstützenden, Innenring 224 des Kegelrollenlagers 213 geschraubt und gesichert.

Mit dem Verbindungsflansch 218 ist weiterhin eine sich quer zur Längsachse des Antriebsritzels 214 erstreckende ringförmige Bremsscheibe 225 verbunden. Im in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Verbindungsflansch 218 und Bremsscheibe 225 einstückig ausgebildet und die Bremsscheibe 225 setzt den Verbindungsflansch 218 in radialer Richtung fort und umgibt diesen. Alternativ sind Ausführungsformen denkbar, bei denen die Bremsscheibe 225 und der Verbindungsflansch 218 separat und axial hintereinanderliegend miteinander verbunden ausgebildet sind.

Die Bremsscheibe 225 steht in Wirkverbindung mit einem sich an einer Konsole 226 des Gehäuses 211 und einen Teilquerschnitt der Bremsscheibe 225 U-förmig umgreifenden Bremssattel 227 mit Bremsbacken 228. Die Bremsbacken 228 sind nutzerbetätigt gegen Bremsflächen 229 der Bremsscheibe 225 preßbar.

Zwischen dem (ruhenden) Gehäuse 211 und dem Antriebsritzel 214 oder mit diesem umlaufenden Bauelementen, beispielsweise dem dem Lager zugewandten Endbereich des Verbindungsflansches 218, ist in bekannter Weise und Ausbildung eine Dichtung 230 angeordnet zur Abdichtung des Innenraumes des Ausgleichgetriebes 210 gegenüber der Umgebung 231.

Sämtliche in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen können mit jeder (weiteren) dem Fachmann bekannten Bremseinrichtung, insbesondere einer Scheibenbremse oder einer Trommelbremse, ausgebildet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung handelt es sich vorzugsweise um eine Nachrüstlösung für ein bestehendes Fahrzeug für den Fall, daß bei erhöhten Anforderungen eine erhöhte Bremswirkung oder ein erhöhtes Parkmoment erzielt werden soll. In diesem Fall kann beispielsweise eine Baugruppe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den Antriebsstrang zwischen Getriebeausgangswelle und dem Ausgleichdifferential eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Bremseinrichtung als Teil der Kardanwelle oder des Antriebsritzels ausgebildet sein oder an diese angesetzt werden. Insbesondere ist eine zwei- oder mehrstückige Bremsscheibe radial außenliegend von der Kardanwelle oder dem Antriebsritzel mit dieser verbunden sein. Über die Befestigungselemente oder die Klemmvorrichtung ist im Nachrüstfall eine Abstützung an dem Gehäuse des Ausgleichgetriebes oder der Achse möglich, wobei an dem Ausgleichgehäuse entsprechende Aufnahmen wie Gewinde oder Aufnahmegeometrien vorgesehen sein können.

Ist die Bremseinrichtung der Kardanwelle zugeordnet, so wird die Bremseinrichtung relativ gegenüber dem Gehäuse des Ausgleichgetriebes oder der Achse bewegt. Die erfindungsgemäße Abstützeinrichtung ermöglicht derartige Bewegungen bei Gewährleistung einer Abstützung des Bremsmomentes.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit
    1. a) einem ein Antriebsritzel (81) und zwei Abtriebswellen aufweisenden Ausgleichgetriebe (80),
    2. b) einer außerhalb eines Gehäuses (79) des Ausgleichgetriebes (80) angeordneten Bremseinrichtung (48; 85),
      1. a) die über mindestens einen mit einem Ritzel des Ausgleichgetriebes (80) umlaufenden Bremskörper (Bremsscheibe 225 oder Bremstrommel 88) und
      2. b) mindestens einen mit dem Bremskörper (225; 88) bei Betätigung der Bremseinrichtung (48; 85) unter Erzeugung eines Bremsmomentes in Wirkverbindung tretenden Bremsgegenkörper (Bremsbacken 47; 64; 87 oder Bremsbacken 228) verfügt,
    wobei
    1. a) das Antriebsritzel (81) antriebsmäßig mit einer Antriebswelle (84) verbunden ist,
    2. b) sich der Bremsgegenkörper (47; 64; 87; 228) über eine Abstützeinrichtung an dem Gehäuse (79) des Ausgleichgetriebes (80) abstützt und
    3. c) die Abstützeinrichtung über Befestigungselemente mit dem Gehäuse (79) des Ausgleichsgetriebes (80) verbunden ist
    dadurch gekennzeichnet, die Abstützeinrichtung (89) über mindestens zwei Teilelemente (92; 93; 99) verfügt, die unter Ausbildung mindestens eines Freiheitsgrades im Kraftfluß zwischen dem Bremsgegenkörper (47; 64; 87; 228) und den Befestigungselementen (Klemmvorrichtung 104) miteinander verbunden sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (89) mit einer Strebe (92), einem Träger (93) und einer Pendelstütze (99) gebildet ist, wobei die Strebe (92) mit der Bremseinrichtung (85) verbunden ist, der Träger (93) über die Befestigungselemente mit dem Gehäuse (79, 90) verbundenen ist, die Strebe (92) und der Träger (93) über eine Pendelstütze (99) miteinander verbunden sind und zwischen Pendelstütze (99) und Träger (93) und/oder zwischen Pendelstütze (99) und Strebe (92) ein Gelenkelement angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkelement als Kugelgelenk (100, 101) ausgebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (79) des Ausgleichgetriebes (80) über quer zur Längsachse des Kraftfahrzeuges orientierte ungefähr zylindrische Teilbereiche verfügt und die Abstützeinrichtung über die Befestigungselemente (Klemmvorrichtung 104) im Bereich mindestens eines zylindrischen Teilbereiches mit dem Gehäuse (79) verbunden ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (Klemmvorrichtung 104) die zylindrischen Teilbereiche teilweise umgreifende Klammern (Bügelschrauben 107, 108) aufweisen, mittels derer der Träger (93) mit dem Gehäuse (79) verspannbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Antriebsritzel (81) und Antriebswelle (84) ein Gelenk (Kreuzgelenk 109) angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (47; 64; 87; 228) fest mit dem Antriebsritzel (81) verbunden ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (47; 64; 87; 228) fest mit der Antriebswelle (84) verbunden ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (48, 77, 85) als Trommelbremse, insbesondere als Duo-Servo-Trommelbremse, ausgebildet ist, wobei der Bremskörper über eine Bremstrommel (26) verfügt und der Bremsgegenkörper über mindestens eine Bremsbacke (47) verfügt.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung als Scheibenbremse ausgebildet ist, wobei der Bremskörper über eine Bremsscheibe (225) verfügt und der Bremsgegenkörper über mindestens eine Bremsbacke (228) verfügt.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung als Wirbelstrombremse ausgebildet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (48, 77, 85) eine axiale Betätigungsrichtung aufweist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Bremseinrichtung (48, 77, 85) im Bereich der Fahrzeugräder mindestens eine weitere Bremse angeordnet ist, die gemeinsam mit der Bremseinrichtung (48, 77) zur Erzielung mindestens eines Festbremsmomentes betätigbar ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftfluß vom Bremskörper (47; 64; 87; 228) oder Bremskörperträger (86) zum Gehäuse (79) mindestens ein dämpfendes und/oder elastisches Lagerelement (95) angeordnet ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungpunkte (110, 112) zwischen Pendelstütze (99) und Träger (93) sowie zwischen Pendelstütze (99) und Strebe (92) in einer vertikal orientierten Ebene liegen.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungspunkte (110, 112) ungefähr in einer durch das Kreuzgelenk (109) verlaufenden Ebene liegen.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (85) unmittelbar benachbart zum Kreuzgelenk (109) angeordnet ist und das Kreuzgelenk (109) geringfügig beabstandet vom Ausgleichgetriebe angeordnet ist.
  18. 18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsflansch (218) als integralen Bestandteil den Bremskörper oder den Bremsgegenkörper, insbesondere die Bremsscheibe (225), aufweist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (218) im radial außenliegenden Bereich mit der Bremsscheibe (225) einstückig ausgebildet ist.
  20. 20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (93), die Pendelstütze (99) und die Strebe (92) jeweils ungefähr rechtwinklig zueinander angeordnet sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com