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Dokumentenidentifikation DE69311484T3 20.11.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0591908
Titel Getriebe mit integrierter Bremse insbesondere für Fahrzeuge
Anmelder ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Giuriati, Adriano, I-35100 Padova, IT;
Zorzi, Giovanni, I-35010 San Giorgio Delle Pertiche (PD), IT
DE-Aktenzeichen 69311484
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.10.1993
EP-Aktenzeichen 931160485
EP-Offenlegungsdatum 13.04.1994
EP date of grant 11.06.1997
EPO date of publication of amended patent 06.11.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.11.2003
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
IPC-Nebenklasse B60K 17/04   F16D 65/853   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit integrierter Bremse, insbesondere, aber nicht ausschließlich für Fahrzeuge.

Innentransportfahrzeuge, wie z. B. Gabelstapler, verwenden normalerweise Elektromotoren, die in Verbindung mit einem Getriebe eine Antriebseinheit bilden.

Die Getriebe, die für diese Antriebseinheiten geeignet sind, enthalten eine Antriebseinheit, die in Patent DE 4010742 beschrieben ist.

Dieses Getriebe verfügt über ein Planetengetriebe im Ölbad, das über ein angetriebenes Zahnrad in koaxialer Anordnung hierzu gekoppelt und axial zu einem Ritzel verschiebbar ist, das auf der antreibenden Welle formschlüssig über ein Profil verbunden ist.

Eine Lamellenbremse ist zwischen dem Planetengetriebe und dem antreibenden Rad angeordnet und die Bremslamellen sind abwechselnd so gekoppelt, dass sie gemeinsam mit dem Planetengetriebe oder dem angetriebenen Rad rotieren können.

Die Lamellenbremse wird über einen Druckbolzen zusammengepresst, der auf das angetriebene Zahnrad wirkt und diesen in Axialrichtung bewegt.

Genau genommen ist ein Lamellenhalter am angetriebenen Zahnrad angebracht und ein zweiter Lamellenhalter ist in einem innenverzahnten Hohlrad des Planetenuntersetzungsgetriebes integriert, wobei die Schubelemente entgegen einer Feder wirken, die am Sonnenrad des Untersetzungsgetriebes anliegt.

Obwohl dieses Getriebe wegen der zahlreichen technischen Vorteile gerne verwendet wird, ist dieses Getriebe dennoch nicht frei von Nachteilen, einschließlich der Tatsache, dass beträchtliche Schubkräfte erforderlich sind, um das angetriebene Rad und das Lamellenpaket der Bremse zu bewegen.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es nicht möglich ist, das Ritzel und das Antriebsrad mit einer Schrägverzahnung auszustatten. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist der, dass das Öl im Gehäuse nicht in der Lage ist, die beim Bremsen erzeugte Wärme abzuführen.

Außerdem hat sich herausgestellt, dass die Gegendruckfeder, die an den Planetenrädern des Untersetzungsgetriebes anliegt, kaum eine optimale Lösung für den einwandfreien Betrieb der Zahnräder darstellt.

Patentschrift DE-C-40 11 304 beschreibt ein Getriebe, das eine Kombination dieser Merkmale in der Einführung des Patentanspruchs 1 im Anhang enthält. Ein solches Getriebe enthält ähnlich dem Getriebe aus DE 40 10 742 oben ein angetriebenes Stirnrad, das einen ersten Lamellenträger der Lamellenbremse aufnimmt und der ebenfalls axial gegen die Kraft eines Druckbolzens beweglich ist, der durch das Getriebegehäuse führt und von außen betätigt werden kann, um die Bremse zu schließen. Das Getriebe nach DE-C-40 11 304 verfügt außerdem über die Vorteile, die oben in Verbindung mit dem Getriebe gemäß Patentschrift DE 4010742 beschrieben wurden.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Getriebe mit integrierter Bremse vor allem für Fahrzeuge anzubieten, in dem die Nachteile beseitigt sind, die in den bisher bekannten Typen beschrieben sind.

Ein weiteres wesentliches Ziel besteht darin, ein Getriebe darzustellen, das bezüglich der Kinematik besser ist als die bisherigen Getriebe.

Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Getriebe anzubieten, das stabiler und somit weniger Verschleiß unterworfen ist.

Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Getriebe anzubieten, das außerdem schrägverzahnte Zahnräder zur Verbindung im Kraftverlauf zwischen der Antriebswelle und dem Planetenuntersetzungsgetriebe zu ermöglichen.

Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Getriebe darzustellen, das eine bessere Ableitung der Wärme sicherstellt, die beim Bremsen erzeugt wird.

Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Getriebe zu schaffen, in dem integrierte Bremsen mit konventioneller Ausrüstung und Systemen hergestellt werden können.

Angesichts dieser und anderer angestrebter Ziele wird ein Getriebe ermöglicht, das unter Anspruch 1 dargestellt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Detailbeschreibung einer bevorzugten Anwendung sichtbar, die hier nur durch ein nicht begrenztes Beispiel dargestellt ist, wie aus der beigefügten Zeichnung hervorgeht. Hierbei gilt:

Bild 1 ist ein Längsschnitt eines Getriebes mit integrierter Bremse entsprechend der Erfindung;

Bild 2 ist eine Frontansicht des Deckels des Gehäuses, in dem das Getriebe der Abb. 1 enthalten ist;

Bild 3 ist ein Explosivbild der Einzelheiten, bezogen auf die Schubelemente der Lamellenbremse, dem angetriebenen Rad für die Verbindung mit der Untersetzungseinheit mit der Antriebseinheit und eine Flügelpumpe für den Umlaufbetrieb des Kühlöls;

Bild 4 ist eine Schnittansicht einer ersten Einrichtung mit Wärmetauscher für das Kühlöl;

Bild 5 ist ein Teilschnittbild einer zweiten Einrichtung mit Wärmetauscher für das Kühlöl;

Bild 6 ist ein Schnittbild, entnommen entlang der Ebene VI-VI aus Bild 5.

Bezug nehmend auf die obengenannten Abbildungen enthält ein Gehäuse 10, im wesentlichen als glockenförmiger Hohlbehälter 11 mit scheibenartigen Deckel 12 ausgebildet, durch Schrauben 13 damit verschraubt, ein Planetenuntersetzungsgetriebe, allgemein mit der Bezugsnummer 14 bezeichnet, das antriebsmäßig mit einer Antriebseinheit 15 verbunden ist, bestehend z. B. aus einem Elektromotor, ausgerüstet mit einem Zahnradpaar, einem Ritzel 16 in Verbindung mit der Antriebsweselle der Einheit 15 und einem angetriebenes Zahnrad 17, das koaxial zum Planetenuntersetzungsgetriebe 14 angeordnet ist.

Das genannte Planetenuntersetzungsgetriebe 14 besteht aus folgenden Teilen: einem Zahnrad 18, das aus einem innenverzahnten Hohlrad gebildet wird, starr gekoppelt mit einem Gehäuse 10; einem Sonnenrad 19, gebildet aus einem extern verzahnten Ritzel, und Planetenzahnrädern 20, die mit dem Hohlrad 18 und dem Sonnenrad 19 kämmen.

Die Planetenräder 20 sind drehbar durch Lager 21 mit den entsprechenden Planetenbolzen 22 gekoppelt, die von einem Planeten 23 gebildet werden, wobei eine axiale Verlängerung 24 die Welle für das Rad 25 bildet.

Ein Flansch 26 zur Aufnahme des Rades 25 ist mit der axialen Verlängerung 24 über eine Profilkupplung verbunden und beide sind drehbar mit Gehäusekörper 11 über Lager 27 und 28 gekoppelt, die radiale und axiale Lasten aufnehmen können.

Das Sonnenrad 19 ist mit einer axialen Erweiterung 29 versehen, bestehend aus einer Nabe, die über eine Profilkupplungsverzahnung mit dem angetriebenen Zahnrad 17 verbunden ist, das dieses antreibt.

Das genannte angetriebene Zahnrad 17 besteht aus zwei geformten scheibenähnlichen Elementen 17a und 17b, die zusammengeschweißt sind und die Sitze für die beiden rotierenden Lager bilden, wobei das erste davon mit der Bezeichnung 30 im Umfangsbereich mit Deckel 12 verbunden ist und das zweite davon mit der Bezeichnung 31 im Umfangsbereich mit dem Ring 32 gekoppelt ist, der auf dem genannten Zahnrad 18 aufliegt.

Eine Lamellenbremse im allgemeinen bezeichnet durch die Bezugsnummer 33 ist zwischen der Untersetzungseinheit 14 und dem angetriebenen Lager 17 angeordnet und es besteht aus einer ersten Reihe von Lamellen 34, die starr mit dem genannten Zahnrad 18 gekoppelt sind und aus einer zweiten Reihe von Lamellen 35, die starr mit dem genannten angetriebenen Zahnrad 17 gekoppelt ist.

Die Lamellen der ersten Serie 34 wechseln sich mit denen der zweiten Serie 35 ab. Die Lamellen der ersten Serie 34 verfügen über eine Außenverzahnung, die mit einer Erweiterung 36 des Zähnesatzes 18 eingreift, der gleichzeitig als Lamellenhalter dient.

Die zweite Lamellenserie 35 ist statt dessen mit einer Innenverzahnung ausgerüstet, die in einen Zähnesatz 37 eines rohrförmigen Ansatzes 38 des Zahnrads 17 eingreift, der somit als Lamellenhalter fungiert. Die Lamellen der Serien 34 und 35 werden durch ein scheibenartiges Schubelement 39 mit Schlitzen 40 ausgerüstet zusammengedrückt; und die Sektoren, in die der Ansatz 38 eingeteilt ist, läuft durch die genannten Schlitze.

Das Schubelement 39 ist mit Axialbolzen 41 verbunden, die durch das genannte angetriebene Zahnrad 17 in angepassten Bohrungen eingreifen und mit einem Schubflansch 42 verbunden sind, aus dem ein Bolzen 43 hervorsteht; der genannte Bolzen tritt aus dem Deckel 12 in axialer Beziehung, bezogen auf Zahnrad 17, hervor und die Schubelemente wirken hierauf. Das Zusammendrücken wird mindestens durch eine zylindrische Schraubenfeder 44 entgegengewirkt, die zwischen Schubelementen 39 und dem Ansatz 38 wirkt und durch einen Drehbolzen 45 getragen wird, der axial aus dem Zahnrad 17 herausragt. Vor allem ruht die genannte Feder auf dem Schubelement 39 auf einer Seite und auf der anderen Seite auf einer Scheibe 46, die mit dem Ansatz 38 durch elastische Ringe 47 verbunden ist. Das Gehäuse 10 ist vollständig mit Kühlöl befüllt und ein scheibenartiges Element 48 ist an dem genannten angetriebenen Zahnrad 17 auf der gegenüberliegenden Seite der genannten Lamellenbremse 33 befestigt und somit angrenzend an den Deckel 12; das genannte scheibenartige Element ist aus einer dünnen Metallblechscheibe hergestellt und die Radialblätter 49 werden durch Stanzen und Formpressen angeformt.

Dies bildet somit eine Art Pumpe für das Öl. Eine Platte 52 in Form eines Ringsektors ist an dem Innenteil eines Abschnitts des Deckels befestigt, der durch zwei Schlitzbohrungen 50 bzw. 51 versehen ist; zwei Reihen Taschen 53 bzw. 54 sind an der genannten Platte 52 durch Stanzen und Formpressen angeformt, und sie entsprechen jeweils den geschlitzten Bohrungen 50 und 51, und sind so gestaltet, dass sie das Öl aufnehmen können, das durch die Beschaufelung 49 für beide Drehrichtungen herumgeschleudert wird. Die Taschen 53 und 54 sind zu den entsprechenden Bohrungen 50 und 51 geöffnet; eine Rohrleitungsgruppe ist außen an den genannten Bohrungen angeschlossen und kann vorteilhaft auf zwei Arten genutzt werden.

Im ersten Fall besteht die Rohrgruppe, bezeichnet mit Bezugsnummer 55, aus U- förmigen glatten Rohren, die an der Antriebseinheit seitlich verlaufen. Eine Vielzahl von Stegen 56 ist außen an der Rohrleitungsgruppe 55 angeordnet, um die Luft in Bewegung zu setzen, die einem gewundenen Pfad folgen muss. In einem zweiten Fall besteht die Rohrleitungsgruppe, bezeichnet durch die Bezugsnummer 37, aus einem Lamellenrohr, der dem Kühlerlüfter 15a der Antriebseinheit 15 spiralförmig in der Formschnecke 15b der gesamten Antriebseinheit verläuft.

Das Rohr verfügt über entsprechende gerade verlaufende Enden 57a und 57b, die mit den Bohrungen 50 und 51 verbunden sind.

Während der Drehung wird das Öl im Gehäuse 10 kontinuierlich durch die verschiedenen Gänge gespült und durch die Rohrleitungsgruppen 55 oder 57 gekühlt. An dieser Stelle muss besonders darauf hingewiesen werden, dass kein Schub auf das angetriebene Zahnrad 17 in Druckrichtung ausgeübt wird, das in üblicher Weise axial festgelegt ist. Die Kopplung mit Ritzel 16 zieht somit keine relative Axialbewegungen nach sich und es ist möglich, eine Schrägverzahnung zu verwenden. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass das Zahnrad 17 durch zwei Lager gestützt wird; die Gesamtkonstruktion ist somit stärker als bei anderen bekannten Typen. Eine wesentliche Verbesserung wird aus dem Gesichtspunkt der Kette des Kraftverlaufs erzielt. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die Druckfeder nicht auf Komponenten des Planetenübersetzungsgetriebes wirkt. Ein Ölkühlsystem ist außerdem vorgesehen, um die beim Bremsen entstehende beträchtliche Wärme abzuführen.

In der Praxis wurde festgestellt, dass die beabsichtigten Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht wurden.

Wenn technische Merkmale in diesem Anspruch durch Bezugszeichen angegeben sind, so gelten diese Bezugszeichen ausschließlich zum Zweck des Verständnisses der Ansprüche, und somit haben die Bezugszeichen keinerlei begrenzende Wirkung auf den Umfang solcher Elemente, die durch die genannten Hinweise bzw. Bezugszeichen gekennzeichnet wurden.


Anspruch[de]

1. Getriebe mit integrierter Bremse, insbesondere für Fahrzeuge, bestehend aus einem im Ölbad eines umschließenden und eines tragenden Gehäuses (10) enthaltenen Planetenuntersetzungsgetriebe (14), zur Kraftübertragung koppelbar mit einer Antriebseinheit (15) durch mindestens zwei Zahnrädern (16, 17), von denen das angetriebene Zahnrad (17) koaxial zu einem Sonnenrad (19) des Planetenuntersetzungsgetriebes angeordnet und damit durch eine Profilkupplung verbunden ist, wobei eine Lamellenbremse (33) zwischen dem genannten Planetenuntersetzungsgetriebe und dem genannten angetriebenen Zahnrad angeordnet ist, mit mindestens einer ersten Lamelle (34), die starr mit einem inneren verzahnten Hohlrad (18) gekoppelt ist, das seinerseits starr mit dem genannten umschließenden Gehäuse gekoppelt ist, und mindestens einer zweiten Lamelle (35), die starr so gekoppelt ist, dass sie gemeinsam mit dem genannten angetriebenen Zahnrad umläuft, wobei die genannte Lamellenbremse mit axial beweglichen Schubelementen (39) zur Axialbewegung der Bremslamellen (34, 35) verbunden ist, um den Bremskontakt zu bewirken, wobei das Getriebe dadurch gekennzeichnet ist, dass das angetriebene Zahnrad (17) axial so festgelegt ist, dass es in axialer Richtung nicht beweglich ist, und die Schubelemente mit Axialbolzen (41) verbunden sind, die durch das genannte angetriebene Rad führen und mit einem Schubflansch (42) verbunden sind, aus dem ein Stift (43) hervorsteht und dieser Stift aus dem Gehäuse ragt.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Einrichtungen (55, 57) enthält, um das Öl in dem genannten Gehäuse zu kühlen.

3. Getriebe nach einem oder mehreren der obengenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gehäuse aus einem glockenförmigen Gehäusekörper (11) und einem scheibenartigen Deckel (12) besteht, der mit dem genannten Gehäusekörper verschraubt ist.

4. Getriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zahnräder, die das genannte Planetenuntersetzungsgetriebe und die genannte Antriebseinheit verbinden, ein Ritzel (16) aufweisen, das mit der Antriebswelle der genannten Antriebseinheit verbunden ist.

5. Getriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Planetenuntersetzungsgetriebe (14) das genannte innenverzahnte Hohlrad (18) aufweist, das starr mit dem genannten Gehäuse gekoppelt ist, das genannte Sonnenrad (19), bestehend aus einem außenverzahnten Ritzel, und Planetenräder (20), die mit dem genannten Hohlrad und dem genannten Sonnenrad im Eingriff sind, wobei die genannten Planetenräder drehbar durch die Lager (21) über entsprechende Planetenbolzen (22) gekoppelt sind, die von einem Planetenträger (23) gebildet werden, und einer axialen Verlängerung (24), aus der die Welle für ein Rad (25) gebildet wird.

6. Getriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Sonnenrad eine axiale Verlängerung (29) aufweist, die eine Nabe bildet, mit der das genannte angetriebene Rad gekoppelte ist.

7. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte angetriebene Zahnrad über zwei drehbare Lager (30, 31) drehbar ist, wobei ein erstes Lager (30) mit dem genannten Deckel und ein zweites Lager (31) mit einem Hohlrad (32) verbunden ist, das auf dem genannten innenverzahnten Hohlrad sitzt.

8. Getriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Lamelle (34) mit einem außenliegenden Satz Zähne ausgestattet ist die mit einer Erhöhung (36) des Zähnesatzes des genannten innenverzahnten Hohlrades (18) im Eingriff steht, das somit als Lamellenträger fungiert.

9. Getriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Lamelle (35) einen inneren Verzahnungssatz aufweist, der mit einem entsprechenden Verzahnungssatz (37) eines rohrförmigen Ansatzes (38) im Eingriff steht, der in Sektoren des genannten angetriebenen Zahnrads (17) aufgezeichnet ist, das somit als Wellenträger fungiert.

10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schubelemente aus scheibenartigen Druckelementen (39) bestehen, die mit Schlitzen (40) ausgestattet sind, die von den genannten Sektoren entsprechend durchdrungen werden, in die der genannte Lamellenträgeransatz (38) des genannten angetriebenen Rades (17) eingeteilt ist, wobei der genannte Bolzen (43) aus dem genannten Seitendeckel hervorsteht und die genannte Betätigungseinrichtung auf den genannten Bolzen einwirkt.

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Feder (44) vorhanden ist die dem Schub der genannten Bremse entgegenwirkt, wobei die genannte Feder eine zylindrische Schraubenfeder ist und zwischen dem genannten scheibenartigen Schubelement (39) und dem genannten Lamellenträgeransatz (38) des genannten angetriebenen Zahnrades wirkt.

12. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kühleinrichtungen ein scheibenartiges Element (48) aufweisen, das aus einer Metallscheibe besteht und axial mit dem genannten angetriebenen Zahnrad (17) auf der gegenüberliegenden Seite zu der genannten Lamellenbremse verbunden ist und somit auf der genannten Deckelseite liegt, wobei radiale Schaufeln (49) an dem scheibenförmigen Element durch Stanzen und Formpressen angeformt sind.

13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kühleinrichtungen außerdem eine Platte (52) aufweisen, die wie ein Kreissektor geformt ist, der in dem genannten Deckel im Auslassbereich der beiden Langlochöffnungen (50, 51) angebracht ist, die durch den genannten Deckel verlaufen, wobei zwei Reihen Taschen (53, 54) an der genannten Platte durch Stanzen und Formpressen ausgeformt sind, wobei die Reihe Taschen jeweils auf die genannten Langlochöffnungen abgestimmt und so geformt sind, dass sie das Öl aufnehmen können, das durch die genannten Schaufeln in beiden Drehrichtungen des genannten angetriebenen Rades gefördert wird, wobei die genannten Taschen zu den entsprechenden Bohrungen geöffnet sind.

14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrleitungsgruppe (55, 57) mit den genannten Langlochöffnungen verbunden ist.

15. Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Rohrleitungsgruppe aus U-förmigen Rohren besteht, die seitlich angrenzend an die genannte Antriebseinheit angeordnet sind.

16. Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Rohrleitungsgruppe mindestens aus einem Rohr besteht, das einen Kühllüfter (15a) des genannten Getriebes umfasst.

17. Getriebe nach einem oder mehrerer der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Haltestege (56) im Außenbereich der genannten Rohrleitungsgruppe so angeordnet sind, dass der Luftstrom im Bereich der Rohrleitungsgruppe einem gewundenen Pfad folgen muss.

18. Getriebe nach einem oder mehrerer der Ansprüch 14 bis 17, nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen der genannten Rohrgruppe entweder glatt oder mit Rippen versehen sind.







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