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Dokumentenidentifikation DE10058042A1 29.05.2002
Titel Radantrieb
Anmelder ZF Friedrichshafen AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Obermaier, Gerhard, Dipl.-Ing., 94036 Passau, DE;
Maier, Hermann, 94116 Hutthurm, DE
DE-Anmeldedatum 23.11.2000
DE-Aktenzeichen 10058042
Offenlegungstag 29.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.05.2002
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
Zusammenfassung Der Radantrieb für eine Arbeitsmaschine weist eine integrierte durch einen hydraulischen Kolben betätigbare Lamellenbremse auf, die mit einer automatischen Kolbennachstelleinheit versehen ist. Die Nachstelleinheit (9) ist in Radialrichtung gesehen außerhalb des Kolbens (6) entweder innerhalb der Verzahnung des Hohlrades (5) oder außerhalb der Verzahnung des Hohlrades (5) angeordnet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Radantrieb für Arbeitsmaschinen mit integrierter Lamellenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die herkömmlichen Radantriebe für insbesondere Radlader und Radbagger weisen oftmals Planetengetriebe in den Radköpfen auf, welche die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle reduzieren. Um das Fahrzeug abbremsen zu können, weist diese herkömmliche Antriebsart Bremsen auf, die als ölgekühlte Lamellenbremsen ausgeführt sind. Diese Bremsen werden einerseits zum dynamischen Abbremsen der Arbeitsmaschine benutzt, sowie dazu, die Arbeitsmaschine im Arbeitseinsatz zu halten.

Ein Beispiel eines Radantriebes für eine Arbeitsmaschine ist in der DE 198 54 781 der Anmelderin beschrieben. Hierbei handelt es sich um einen Radantrieb mit integrierter hydraulisch betätigbarer Lamellenbremse, die Innenlamellen und Außenlamellen aufweist mit einer Aufnahme für ein Rad mit mindestens einem Planetengetriebe, bei welchem ein inneres Zentralrad angetrieben wird, wobei ein Planetenträger mit einem Antriebsflansch den Abtrieb bildet und der ein Hohlrad aufweist, welches drehfest mit einer feststehenden Radnabe verbunden ist. Die Innenlamellen sind mit einem drehbaren Abtriebsflansch und die Außenlamellen mit einer Radnabe verbunden, wobei die Anlage eines Rades zwischen einer Lamellenbremse und einer Lenkdrehachse angeordnet ist. Das Hohlrad des Planetengetriebes ist derart ausgeführt, dass es einerseits als Hohlrad wirkt und andererseits als Zylinder für den Kolben, welcher als Ringkolben oder Stufenkolben ausführbar ist. Der Planetenträger, welcher den Abtrieb bildet, umschließt das Planetengetriebe und die Lamellenbremse glockenförmig.

Die DE 196 24 288 beschreibt eine Achse für einen Radbagger mit Lamellenbremse in der Radnabe, die mit ihrem feststehenden Teil mit einer Innennabe verbunden ist, während der sich drehende Teil mit einer radial außen liegenden Nabe verbunden ist. Ein Bremszylinder ist ringförmig um die Innennabe angeordnet und mit ihr fest verbunden, wobei die Lamellenbremse bis auf ein Lüftspiel spielfrei ist, da ein mit dem feststehenden Teil verbundener Bremszylinder ein ihm gegenüber axial bewegliches Spielausgleichsteil aufweist, das sich über ein radial wirksames Federelement gegen einen im Bremszylinder beweglichen Bremskolben abstützt.

Um diese automatische Kolbennachstellung zu gewährleisten, sind relativ komplizierte Kolben, Kolbenträger und ein daran angepaßtes Bremsgehäuse erforderlich. Dies führt zu einem sehr langen Bauraum der Bremse, wodurch der Lenkrollradius und damit auch die Lenkkräfte negativ beeinflußt werden.

Aus der DE 196 21 197 ist eine Nachstellvorrichtung zur Hubbegrenzung eines Kolbens für eine Mehrscheiben- Ölbadbremse bekannt, die bei einer Änderung der Vorschubendlage des Kolbens in Arbeitshubrichtung die Rückzugsendlage des Kolbens insoweit nachführt, dass der gesamte Betätigungshub des Kolbens konstant bleibt. Der Rückzug des Kolbens wird hierbei durch zwei sich an der Rückzugsendlage gegeneinander verkeilende Klemmringe begrenzt, wobei ein Klemmring mit dem Kolben verbunden ist und über einen Mitnahmeanschlag von einer Körperkante des Kolbens verschoben werden kann während der andere Klemmring axial verschiebbar gegen den den Kolben aufnehmenden Zylinder vorgespannt ist. Die Klemmringe weisen einen Querschnitt auf, derart, dass sie bei gegenseitiger Berührung eine Keilkraft erzeugen, die in radialer Richtung eine Klemmwirkung hervorruft, sodass der Kolben gegenüber dem Zylinder nicht weiter zurückgezogen werden kann. Der verschiebbare Klemmring besitzt eine Anschlagsfläche für einen Mitnahmeanschlag des Kolbens, durch den er axial vom Kolben in Arbeitshubrichtung verschoben werden kann, ohne dass seine Vorspannkraft durch die Klemmwirkung erhöht wird.

Die Herstellung der Klemmringe ist sehr kostenintensiv, da diese eine exakte Paßform aufweisen müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radantrieb für eine Arbeitsmaschine zu schaffen, der eine Lamellenbremse mit einer automatischen Nachstelleinheit für den Kolben aufweist und der sich durch einen besonders einfachen Aufbau und eine kostengünstige Herstellung auszeichnet.

Ausgehend von einem Radantrieb der eingangs näher genanten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Radantrieb für eine Arbeitsmaschine mit integrierter durch einen hydraulischen Kolben betätigbare Lamellenbremse eine automatische Kolbennachstelleinheit für diese Lamellenbremse aufweist, die in Radialrichtung gesehen, außerhalb des hydraulischen Kolbens für die Betätigung der Lamellenbremse angeordnet ist. Die Nachstelleinheit kann dabei innerhalb oder außerhalb der Verzahnung der Hohlrades angeordnet sein.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung der automatischen Kolbennachstellung sind darin zu sehen, dass kein Ausmessen der Lamellen der Lamellenbremse zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen mehr erforderlich ist. Bei Betrieb der Lamellenbremse und dem dabei auftretendem Verschleiß ist ein ständiges Nachstellen gewährleistet, sodass die Lamellenbremse immer mit dem optimalen Lüftspiel arbeitet. Zugleich wird ein Bauraum ausgenutzt, der ohnehin im Radantrieb vorhanden ist, sodass die Radkopflänge in ihrer Längsabmessung unverändert bleibt.

Erfindungsgemäß kann ferner ein einfacher Ringkolben verwendet werden, wobei weiterhin bei der Bearbeitung des Hohlrades nur ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt erforderlich ist. Dadurch wird der Aufbau des Radantriebes wesentlich vereinfacht, sodass die Kosten gesenkt werden können. Eine Montage ist in vormontierten Einheiten möglich, wobei als vormontierte Einheit zum einen das Lamellenpaket mit dem Lamellenträger eingesetzt werden kann, während andererseits die Anordnung aus Hohlrad mit Kolben und Nachstelleinheit ebenfalls als vormontierte Einheit verwendet werden kann. Derartige vormontierte Einheiten vereinfachen die Montage und erleichtern das Zukaufen und Einbauen von kompletten Baugruppen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Radantrieb, wobei die Nachstelleinheit außerhalb der Hohlradverzahnung angeordnet ist und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Radntrieb, bei dem die Nachstelleinheit innerhalb der Hohlradverzahnung angeordnet ist.

Da derartige Radantriebe mit einer in das Hohlrad integrierten Bremsbetätigung für eine im Ölbad laufende Bremse zusammen mit einer automatischen Kolbennachstelleinheit dem Fachmann gut bekannt sind, sind in der Zeichnung nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile mit Bezugszeichen versehen.

Die mit 7 bezeichnete Lamellenbremse befindet sich innerhalb einer Radnabe mit einer integrierten Planetenstufe einer Fahrzeugachse für Arbeitsmaschinen. Dabei ist die Bremse 7 so angeordnet, dass sie im Kraftfluß dem Planetentrieb nachgeschaltet ist. Dadurch wird das Verzahnungsspiel des Planetentriebes umgangen. Die Außenlamellen, die gleichzeitig die Belaglamellen sind, sind über die Nabe mit einem Rad der Arbeitsmaschine verbunden und drehen mit der Abtriebsdrehzahl. Die Innenlamellen sind stillstehend und fest über das Gelenkgehäuse bzw. den Nabenträger mit einem Achskörper der Arbeitsmaschine verbunden.

Der Planetentrieb wird dabei vom Sonnenrad angetrieben. Der zugleich als Nabe dienende Planetenträger 2 dreht mit der Abtriebsdrehzahl. Das Hohlrad 5 ist stillstehend und nimmt das Stützmoment des Planetenträgers auf. Das Hohlrad 5 ist mittels einer Verzahnung und einer Nutmutter fest mit einem stillstehenden Achskörper der Arbeitsmaschine verbunden.

Das der Verzahnung gegenüberliegende Teil des Hohlrades ist derart ausgeführt, dass es als Außenzylinder der Bremsbetätigung wirkt. Auf diesen Außenzylinder wird ein Kolben 6 aufgeschoben, wobei die Einheit aus Hohlrad und Kolben zusammen das Betätigungssystem für die Lamellenbremse 7 bildet. Außerhalb dieses Betätigungssystems ist nun erfindungsgemäß in Radialrichtung gesehen, eine automatische Kolbennachstelleinheit 9 vorgesehen, die bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel außerhalb der Verzahnung der Hohlrades 5 angeordnet ist. Beim Betätigen der Lamellenbremse 7 wird der Kolben 6 in Richtung der Lamellen ausgefahren, sodass über die Reibung zwischen den Innenlamellen und den Außenlamellen das erforderliche Bremsmoment erzeugt wird.

Die Tellerfedern 11 am Hohlrad 5 bewirken bei unbetätigter Bremse ein Zurückziehen des Kolbens 6. Der Kolben bewegt sich so weit nach vorne, bis die Hülse 12 unter den Tellerfedern 11 die Lücke überwunden hat und am Hohlrad ansteht. Greifringe 13 am Kolben 6 bewirken, dass die Rückzugskraft der Tellerfedern über den Bolzen 14 auf den Kolben 6 übertragen wird. Diese Greifringe 13 liegen kraftschlüssig auf dem Bolzen 14. Wird die Kolbenkraft größer als die Haltekraft der Greifringe, so werden diese am Bolzen 14 verschoben, bis der Kolben 6 wieder vollständig an den Lamellen der Lamellenbremse 7 anliegt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bremse immer mit optimalem Lüftspiel arbeitet. Ferner ist bei Erstmontage kein Ausmessen mehr erforderlich, da die Fertigungstoleranzen bei Erstbetätigung der Lamellenbremse ausgeglichen werden. Auch der im Betrieb aufstehende Verschleiß wird durch diese automatische Kolbennachstelleinheit ausgeglichen.

Erfindungswesentlich ist, dass die Nachstelleinheit 9 in Radialrichtung gesehen außerhalb des Kolbens 6 angeordnet ist. Dabei kann sie wahlweise wie in Fig. 1 dargestellt, außerhalb der Verzahnung 4 des Hohlrades 5 angeordnet sein oder aber, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, innerhalb der Verzahnung 4 des Hohlrades 5.

Mit 1 ist ferner die Antriebswelle bezeichnet, mit 3 das innere Zentralrad, mit 4 ein Planetenrad, mit 8 der Abtriebsflansch und mit 10 Lager für das Planetengetriebe. Bezugszeichenliste 1 Antriebswelle

2 Planetenträger

3 inneres Zentralrad

4 Planetenrad

5 Hohlrad

6 Kolben

7 Lamellenbremse

8 Abtriebsflansch

9 Nachstelleinrichtung

10 Lager

11 Tellerfeder

12 Hülse

13 Greifrinne

14 Bolzen


Anspruch[de]
  1. 1. Radantrieb für eine Arbeitsmaschine mit integrierter hydraulisch betätigbarer Lamellenbremse, deren Außenlamellen über eine Nabe mit einem Rad verbunden sind und deren Innenlamellen mit dem Achskörper der Arbeitsmaschine verbunden sind und mit mindestens einer automatischen Nachstelleinheit für den Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinheit (9) in Radialrichtung gesehen außerhalb des Kolbens (6) angeordnet ist.
  2. 2. Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinheit innerhalb der Verzahnung des Hohlrades (5) angeordnet ist.
  3. 3. Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinheit (9) außerhalb der Verzahnung des Hohlrades (5) angeordnet ist.
  4. 4. Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Greifringe (13) auf einem Bolzen (14) im Kolben (6) bewirken, dass die Kraft von Tellerfedern (11) der Nachstelleinheit (9) auf den Kolben (6) übertragen wird.






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