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Dokumentenidentifikation DE10329047A1 20.01.2005
Titel Bremsanordnung, insbesondere für einen hydraulischen Radantrieb
Anmelder Lohmann & Stolterfoht GmbH, 58455 Witten, DE
Erfinder Grimm, Raimund, Dipl.-Ing., 58640 Iserlohn, DE;
Langenbeck, Berhard, Dr.-Ing., 44267 Dortmund, DE
Vertreter Maiwald Patentanwalts GmbH, 40221 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 27.06.2003
DE-Aktenzeichen 10329047
Offenlegungstag 20.01.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.01.2005
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
IPC-Nebenklasse F16D 55/36   
Zusammenfassung Bremsenanordnung, insbesondere für einen hydraulischen Radantrieb, mit einem aus mehreren Außenlamellen (9) und korrespondierenden Innenlamellen (7) gebildeten Lamellenpaket (8), welches über eine Kolbenanordnung (10) zum Bremsen zusammenpressbar ist, wobei ein erster Hydraulikkreis (11) zur Betriebsbremsung auf die Kolbenanordnung (10) einwirkt und ein zweiter Hydraulikkreis (16) zur Parkbremsung auf die Kolbenanordnung (10) einwirkt, die einen mit dem Lamellenpaket (8) in Kontakt stehenden und vom ersten Hydraulikkreis (11) beaufschlagten Betriebsbremskolben (12) umfasst, der wiederum von einem benachbarten und mit dem zweiten Hydraulikkreis (16) zusammenwirkenden separaten Parkbremskolben (14) beaufschlagbar ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsenanordnung, insbesondere für einen hydraulischen Radantrieb, mit einem aus mehreren Außenlamellen und korrespondierenden Innenlamellen gebildeten Lamellenpaket, welches über eine Kolbenanordnung zum Bremsen zusammenpressbar ist, wobei ein erster Hydraulikkreis zur Betriebsbremsung auf die Kolbenanordnung einwirkt und ein zweiter Hydraulikkreis zur Parkbremsung auf die Kolbenanordnung einwirkt.

Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Landmaschinentechnik. Landwirtschaftliche Fahrzeuge sind oftmals mit Radantrieben ausgestattet, welche aus einem Hydraulikmotor als Antriebseinheit bestehen, dem ein kompakt bauendes Planetengetriebe als Getriebestufe nachgeschaltet ist, dessen Hohlrad direkt mit der Radnabe in Verbindung steht. Ein mit einem solchen Radantrieb ausgestattetes Fahrzeug besitzt zum einen eine sogenannte dynamische Bremse, welche als Betriebsbremse es dem Fahrer während der Fahrt ermöglicht, das Fahrzeug abzubremsen oder zum Stillstand zu bringen. Daneben ist eine statische Bremse erforderlich, welche als Parkbremse eingesetzt wird, um das Fahrzeug im Stillstand zu sichern.

Aus der EP 1 167 140 A2 der Anmelderin geht ein derartiger Radantrieb hervor, in welchem sowohl eine Betriebsbremse als auch eine Parkbremse integriert sind. Die Parkbremse ist hier antriebsseitig des Planetengetriebes vorgesehen und wirkt zwischen einer ortsfesten Tragachse einerseits sowie der Sonnenradwelle des Planetengetriebes andererseits. Dagegen ist die Betriebsbremse abtriebsseitig des Planetengetriebes angeordnet und wirkt zwischen dem auch als Radnabe dienenden Hohlrad einerseits sowie der entsprechend verlängerten Tragachse andererseits. Beide Bremsen werden von je einem Hydraulikkreis betrieben und bestehen im wesentlichen aus je einem Lamellenpaket, welches im Falle der Parkbremse über eine Druckfeder und im Falle der Betriebsbremse über Druckmittel betätigt werden. Insbesondere wegen der beiden Lamellenpakete mit jeweils zugeordneten Betätigungsmitteln erfordert die Integration einer Betriebsbremse sowie einer Parkbremse in den Radantrieb einen erheblichen Platzbedarf.

Aus der EP 0 913 304 A2 geht ein Radantrieb hervor, bei dem dieser Nachteil dadurch behoben ist, in dem sowohl für die Betriebsbremse als auch für die Parkbremse ein gemeinsames Lamellenpaket vorgesehen ist. Das Lamellenpaket wird über einen separaten Hydraulikkreislauf für die Betriebsbremse sowie über einen weiteren, getrennt hiervon ausgeführten Hydraulikkreislauf für die Parkbremse betätigt. Allerdings wirken beide Hydraulikkreisläufe auf ein und den selben Kolben zum Zusammenpressen des Lamellenpakets zwecks Bremsung ein.

Von Nachteil bei dieser Lösung ist, dass eine derartige gemeinsame Betätigung des einzigen Bremskolben sicherheitstechnisch bedenklich ist, da hierbei auf eine Systemredundanz weitgehend verzichtet wird. Bei Ausfall des gemeinsamen Bremskolbens ist die Funktion der Bremse nicht mehr gewährleistet, selbst wenn diese über den anderen Hydraulikkreislauf angesteuert werden sollte. Außerdem ist gemäß gesetzlicher Bestimmungen in vielen Ländern eine Parkbremse ohne Federbetätigung unzulässig.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bremsenanordnung, insbesondere für einen hydraulischen Radantrieb zu schaffen, welcher unter minimalem Bauteilaufwand sowohl eine Betriebsbremse als auch eine Parkbremse beinhaltet, wobei ein weitgehend redundantes Bauprinzip verwirklicht ist.

Dieser Aufgabe wird ausgehend von einer Bremsenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die ein gemeinsames Lamellenpaket betätigende Kolbenanordnung einen mit dem Lamellenpaket in Kontakt stehenden und von einem ersten Hydraulikkreis beaufschlagten Betriebsbremskolben umfasst, der wiederum von einem benachbarten und mit dem zweiten Hydraulikkreis zusammenwirkenden separaten Parkbremskolben beaufschlagbar ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass trotz des gemeinsamen Lamellenpakets im Prinzip zwei separate Bremsen, nämlich eine Betriebsbremse sowie eine Parkbremse verwirklicht sind, welche separat über eigene Hydraulikkreise ansteuerbar sind. Durch die Nutzung eines gemeinsam Lamellenpaketes und die spezielle Kolbenanordnung ergibt sich insgesamt eine bauraumsparende Konstruktion unter Beibehaltung der Funktionssicherheit der Bremsen.

Vorzugsweise ist der Parkbremskolben der Kolbenanordnung ringförmig ausgebildet und koaxial zur ebenfalls ringförmig ausgebildeten Betriebsbremskolben angeordnet. Insbesondere bei einer Anwendung als Radantrieb, bei welchem das Getriebe nach Art eines Planetengetriebes ausgebildet ist, erweist sich ein derartige ringförmige Ausbildung der Kolbenanordnung als besonders platzsparend.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernde Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Parkbremskolben auf dem Außenumfang des Betriebsbremskolbens angeordnet ist und in Axialrichtung des Lamellenpakets an einem außenradialen Absatz des Betriebsbremskolbens zur Anlage kommt, um die Parkbremskraft auf den Betriebsbremskolben zu übertragen. Dabei braucht die durch den Absatz gebildete Wirkfläche des Betriebsbremskolbens nicht besonders groß auszufallen. Berechnungen haben ergeben, dass ein bereits relativ kleiner Absatz eine genügend große Ringfläche als Wirkfläche für den Betriebsbremskolben liefert, da der Betriebsbremskolben über einen relativ großen Durchmesser verfügt. Somit dient der Absatz des Betriebsbremskolbens einerseits als Anlage zur Kraftübertragung der Parkbremskraft, ausgehend vom Parkbremskolben über den Betriebsbremskolben zum Lamellenpaket. Andererseits bildet der Absatz auch die Wirkfläche des Betriebsbremskolbens.

Die durch den Absatz gebildete Wirkfläche des Betriebsbremskolbens wird vorzugsweise über eine durch den Parkbremskolben verlaufende Radialbohrung mit dem Bremsdruck, d. h. dem Druckmittel, aus dem ersten Hydraulikkreis versorgt. Entsprechende Radialdichtungen seitens des Betriebsbremskolbens sowie des Parkbremskolbens sind vorzusehen.

Der Parkbremskolben wird dagegen vorzugsweise über mindestens eine Druckfeder betätigt und über das Druckmittel des zweiten Hydraulikkreises rückgestellt. Über die Betätigung mittels Druckfedern wird die Sicherheitsfunktion gewährleistet, das bei Ausfall der Hydraulikkreise die Parkbremse selbsttätig auslöst. Darüber hinaus braucht bei längerem Stillstand des Fahrzeuges kein Druck in den Hydraulikkreisen bestehen zu bleiben, um das Fahrzeug sicher in der Parkposition zu halten.

Der Betriebsbremskolben ist wie bereits vorstehend beschrieben, über das Druckmittel des ersten Hydraulikkreises betätigbar und wird über mindestens eine Druckfeder rückgestellt. Liegt somit kein Bremsdruck an dem Betriebsbremskolben an, so gelangt dieser in seine nicht betätigte Ausgangsposition, d. h. das Lamellenpaket ist entspannt, falls dieses nicht über die Druckfedern der Parkbremse beaufschlagbar ist.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der einzigen Figur näher dargestellt.

Die Figur zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch ein mit einer Bremsenanordnung ausgestatteten hydraulischen Radantrieb.

Der Radantrieb ist im wesentlichen aus einem Hydraulikmotor (1) aufgebaut, welcher an ein Planetengetriebe (2) angeflanscht ist, an dessen Gehäuse Bohrungen (3) zur Befestigung eines – hier nicht weiter dargestellten – Fahrzeugrades vorgesehen sind. Der Radantrieb umfasst weiterhin eine Tragachse (4), über deren außenradialen Bohrungen (5) der gesamte Radantrieb an das – hier nicht weiter dargestellt – Fahrzeug anbringbar ist.

Antriebsseitig des Planetengetriebes (2) sind auf einer mit dem Hydraulikmotor (1) zusammenwirkenden Mitnehmerwelle (6), Innenlamellen (7) eines Lamellenpakets (8) angeordnet. Die Innenlamellen (7) wirken mit ortsfest zur Tragachse (4) angeordneten, dem gegenüber schmaler ausgebildeten Außenlamellen (9) des Lamellenpakets (8) zusammen.

Zum Bremsen ist das Lamellenpaket (8) über eine Kolbenanordnung (10) zusammenpressbar. Die Kolbenanordnung (10) besteht aus einem von einem ersten Hydraulikkreislauf (11) beaufschlagbaren Betriebsbremskolben (12) sowie einen durch mehrere, ringförmig angeordnete Druckfedern (13) beaufschlagbaren Parkbremskolben (14). Sowohl der Parkbremskolben (14) als auch der Betriebsbremskolben (12) sind ringförmig ausgebildet und umgeben einen Teil des durch sie hindurch ragende Hydraulikmotors (1). Der Parkbremskolben (14) ist auf dem Außenumfang des Betriebsbremskolbens (12) angeordnet. Der Parkbremskolben (14) kommt in Axialrichtung des Lamellenpakets (8) an einem außenradialen Absatz (15), welcher am Betriebsbremskolben (12) ausgebildet ist zur Anlage, um die durch die Druckfedern (13) erzeugte Parkbremskraft über den Betriebsbremskolben (12) an das Lamellenpaket (8) zu übertragen. Während des Betriebs des Hydraulikmotors (1), d. h. während der Fahrt des Fahrzeuges ist die Parkbremse über eine rückwärtige Druckmittelbeaufschlagung des Parkbremskolbens (14) durch den zweiten Hydraulikkreis (16) entgegen der Kraft der Druckfedern (13) außer Betrieb.

Der außenradiale Absatz (15) des Betriebsbremskolbens (12) bildet darüber hinaus auch die Wirkfläche des Betriebsbremskolbens (12), welche über eine Radialbohrung (17), die auch radial durch den Parkbremskolben (14) verläuft mit dem Bremsdruck beaufschlagt wird. Die Radialbohrung (17) ist Bestandteil des ersten Hydraulikkreises (11). Der Betriebsbremskolben (12) ist über mehrere entlang des Umfanges des ringförmigen Betriebsbremskolbens (12) angeordneten und gegen der Tragachse (4) sich abstützenden Druckfedern (18) rückstellbar.

1Hydraulikmotor 2Planetengetriebe 3Bohrungen 4Tragachse 5Bohrungen 6Mitnehmerwelle 7Innenlamellen 8Lamellenpaket 9Außenlamellen 10Kolbenanordnung 11ersten Hydraulikkreis 12Betriebsbremskolben 13Druckfeder 14Parkbremskolben 15Absatz 16zweiter Hydraulikkreis 17Bohrung 18Druckfeder

Anspruch[de]
  1. Bremsenanordnung, insbesondere für einen hydraulischen Radantrieb, mit einem aus mehreren Außenlamellen (9) und korrespondierenden Innenlamellen (7) gebildeten Lamellenpaket (8), welches über eine Kolbenanordnung (10) zum Bremsen zusammenpressbar ist, wobei ein erster Hydraulikkreis (11) zur Betriebsbremsung auf die Kolbenanordnung (10) einwirkt und ein zweiter Hydraulikkreis (16) zur Parkbremsung auf die Kolbenanordnung (10) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenanordnung (10) einen mit dem Lamellenpaket (8) in Kontakt stehenden und vom ersten Hydraulikkreis (11) beaufschlagten Betriebsbremskolben (12) umfasst, der wiederum von einem benachbarten und mit dem zweiten Hydraulikkreis (16) zusammenwirkenden separaten Parkbremskolben (14) beaufschlagbar ist.
  2. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremskolben (14) ringförmig ausgebildet ist und koaxial zum ebenfalls ringförmig ausgebildeten Betriebsbremskolben (12) angeordnet ist.
  3. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremskolben (14) auf dem Außenumfang des Betriebsbremskolbens (12) angeordnet ist und in Axialrichtung des Lamellenpakets (8) an einem außenradialen Absatz (15) des Betriebsbremskolbens (12) zur Anlage kommt, um die Parkbremskraft auf den Betriebsbremskolben (12) zu übertragen.
  4. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (15) daneben auch die Wirkfläche des Betriebsbremskolbens (12) bildet, welche über eine Radialbohrung (17) im Parkbremskolben (14) mit dem Bremsdruck beaufschlagbar ist.
  5. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Parkbremskolben (14) über mindestens eine Druckfeder (13) betätigbar ist und über das Druckmittel des zweiten Hydraulikkreises (16) rückstellbar ist.
  6. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsbremskolben (12) über Druckmittel des ersten Hydraulikkreises (11) betätigbar ist und über mindestens eine Druckfeder (18) rückstellbar ist.
  7. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (8) antriebsseitig innerhalb eines Planetengetriebes (2) angeordnet ist.
  8. Bremsenanordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig des Planetengetriebes (2) ein Hydraulikmotor (1) vorgesehen ist, der gemeinsam mit dem Planetengetriebe (2) einen Radantrieb bildet.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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