DE10026558C2 - Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für KraftfahrzeugeInfo
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Description
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 Zeich
nungen.
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 Vor
richtung 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 Bremsschild
glocke 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 Innen
fläche 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 Zusatz
einrichtungen, 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 form
schlüssige 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 Dicht
elemente 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 Ausgleich
getriebe.
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 92
gegenüberliegenden 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 Ausgleich
getriebes 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.
Claims (20)
1. Vorrichtung zur Übertragung von Bremsmomenten für
Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit
- a) einem ein Antriebsritzel (81) und zwei Abtriebswellen aufweisenden Ausgleichgetriebe (80),
- b) einer außerhalb eines Gehäuses (79) des
Ausgleichgetriebes (80) angeordneten Bremseinrichtung
(48; 85),
- a) die über mindestens einen mit einem Ritzel des Ausgleichgetriebes (80) umlaufenden Bremskörper (Bremsscheibe 225 oder Bremstrommel 88) und
- 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,
- a) das Antriebsritzel (81) antriebsmäßig mit einer Antriebswelle (84) verbunden ist,
- b) sich der Bremsgegenkörper (47; 64; 87; 228) über eine Abstützeinrichtung an dem Gehäuse (79) des Ausgleichgetriebes (80) abstützt und
- c) die Abstützeinrichtung über Befestigungselemente mit dem Gehäuse (79) des Ausgleichsgetriebes (80) verbunden ist
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 Pendel
stütze (99) und Strebe (92) ein Gelenkelement angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gelenkelement als Kugelgelenk (100, 101) ausgebildet ist.
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. 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. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Antriebsritzel (81) und Antriebswelle (84) ein Gelenk
(Kreuzgelenk 109) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Bremskörper (47; 64; 87; 228) fest mit dem Antriebsritzel
(81) verbunden ist.
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. 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. 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. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremseinrichtung als Wirbelstrombremse ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremseinrichtung (48, 77, 85) eine axiale
Betätigungsrichtung aufweist.
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. 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. 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. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungspunkte (110, 112) ungefähr in einer durch
das Kreuzgelenk (109) verlaufenden Ebene liegen.
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. 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. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungsflansch (218) im radial außenliegenden
Bereich mit der Bremsscheibe (225) einstückig ausgebildet ist.
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.
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