DE102005018907A1

DE102005018907A1 - Ausgleichsgetriebe für eine elektrisch angetriebene Antriebsachse

Info

Publication number: DE102005018907A1
Application number: DE102005018907A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Habel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2006-11-09
Also published as: US7448978B2; US20060240931A1

Abstract

Um die Abtriebswellen (5) einer elektrisch angetriebenen Antriebsachse abzubremsen, weist das Ausgleichsgetriebe eine Bremse (6) auf, welche bei Betätigung den Differentialkorb (2) und die Abtriebswelle (5) mit dem Flansch (23) verbinden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe für eine elektrisch angetriebene Antriebsachse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Die DE 200 10 563 U1 offenbart eine elektrisch angetriebene Antriebsachse mit einem Ausgleichsgetriebe, bei welcher der elektrische Antriebsmotor über ein Planetengetriebe den Differentialkorb antreibt und die Abtriebswellen über je ein Planetengetriebe die Antriebsräder antreiben. Im Bereich der Planetengetriebe sind je eine Bremse angeordnet, welche die Abtriebswellen in der Nähe der Räder bremsen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausgleichsgetriebe, insbesondere für eine elektrisch angetriebene Antriebsachse zu schalten, welche bremsbar ausgeführt ist und sich durch ihren einfachen Aufbau auszeichnet.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Ausgleichsgetriebe gelöst.

Erfindungsgemäß wird der Differentialkorb des Ausgleichsgetriebes angetrieben, wodurch über die Ausgleichsräder die Achswellenräder des Ausgleichsgetriebes angetrieben werden. Das Ausgleichsgetriebe weist eine Bremse auf, welche drehende und stehende Lamellen hat, wobei mindestens eine drehende Lamelle mit dem Differentialkorb und mindestens eine weitere drehende Lamelle mit dem Achswellenrad in Verbindung steht. Die stehende Lamelle steht mit dem Ausgleichsgetriebegehäuse in Verbindung. Wird nun die bremse im Schließsinne betätigt, so wird der Differentialkorb und das Achswel lenrad gegenüber dem Ausgleichsgetriebegehäuse abgebremst. Somit ist es möglich, mit nur einer Bremse das Fahrzeug vollständig abzubremsen und auch auf Untergrund mit unterschiedlicher Reibung gebremst zu halten, was normalerweise bei nur einem abgebremsten Fahrzeugrad und einem Differential nicht möglich ist, da das zweite Fahrzeugrad über das Differential nicht gebremst würde.

In einer weiteren Ausgestaltungsform weist diese Bremse eine Betätigungseinrichtung für eine Betriebsbremse und eine Betätigungseinrichtung für eine Feststellbremse auf. Es besteht die Möglichkeit, die Betätigungseinrichtung für die Betriebsbremse als positiv wirkende, hydraulisch betätigbare Betriebsbremse auszuführen, wodurch die Bremse bei Druckbeaufschlagung im Schließsinne betätigt wird, und die Feststellbremse als mechanisch betätigbare Bremse auszuführen, welche beispielsweise durch einen Seilzug und einen Handbremshebel betätigbar ist, es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, die Betriebsbremse und/oder die Feststellbremse als Negativbremse auszuführen, wodurch beispielsweise ein Federspeicher in drucklosem Zustand die Bremse schließt und durch Druckbeaufschlagung die Bremse im Öffnungssinne betätigt wird.

In einer weiteren Ausgestaltungsform besteht die Möglichkeit, die Bremse über eine Kugelrampe zu betätigen, wobei die Kugelrampe aus mindestens einem feststehenden und einem verdrehbaren Bauteil besteht, wodurch bei Verdrehen des verdrehbaren Bauteils durch die Kugelrampe diese Betätigungseinrichtung sich in axialer Richtung vergrößert, wodurch die Bremse im Schließsinne betätigt wird. Die Verdrehung des verdrehbaren Bauteils kann beispielsweise durch einen Hydraulikzylinder für die Betriebsbremse und einen Verdrehbolzen für die Feststellbremse ausgeführt werden.

In einer weiteren Ausgestaltungsform kann das Ausgleichsgetriebe mit Ausgleichsräder, welche als Kegelräder ausgebildet sind, und Achswellenräder, welche als Kegelräder ausgebildet sind, ausgeführt sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Ausgleichsgetriebe als Planetenausgleichsgetriebe auszuführen.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist der Differentialkorb mit einem Tellerrad in Wirkverbindung, wobei das Tellerrad von einem Antriebsritzel angetrieben wird, welches in direkter Wirkverbindung mit dem Elektromotor steht. Dadurch ist es möglich, den Elektromotor an das Ausgleichsgetriebegehäuse anzuflanschen, wodurch der Elektromotor rechtwinklig zu den Abtriebswellen angeordnet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Ausgleichsgetriebegehäuse mit einer großen Öffnung zu versehen, durch welche die komplett vormontierte Baueinheit "Ausgleichsgetriebe mit Bremse" in das Ausgleichsgetriebegehäuse eingeschoben werden kann und anschließend nur die Abtriebswellen, welche beispielsweise als Steckwellen ausgebildet sein können, eingeschoben werden. Dies vereinfacht die Montage erheblich.

In einer weiteren Ausgestaltungsform weist die Feststellbremse einen gabelförmigen Bremshebel auf, wobei die Gabelenden auf eine Druckplatte der Bremse drücken, um die Bremse im Schließsinne zu betätigen. Die Gabeln sind hierbei an einem drehbaren Bolzen angeordnet, welcher mit Hilfe eines Hebels und des Bremsseils verdreht werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind mehrere Hydraulikkolben zwischen dem Tellerrad und den Lamellen angeordnet, wobei die Hydraulikkolben sich gleichmäßig am Umfang der Lamellen verteilen und bei Druckbeaufschlagung die Bremse im Sinne einer Betriebsbremse im Schließsinne betätigen.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch das Ausgleichsgetriebe;
2 eine räumliche Darstellung des montierten Ausgleichsgetriebes mit aufgeschnittenem Ausgleichsgetriebegehäuse und Betätigung der Betriebsbremse mittels hydraulisch beaufschlagbarer Kolben und
3 eine räumliche Darstellung des vormontierten Ausgleichsgetriebes mit einer Betätigung der Bremse über eine Kugelrampe.
1:
Ein angetriebenes Tellerrrad 1 ist mit dem Differentialkorb 2 drehfest verbunden, welcher über die Ausgleichskegelräder 3 die Abtriebskegelräder 4 antreibt. Die Abtriebskegelräder 4 sind mit Abtriebswellen 5 drehfest verbunden. Die Abtriebswellen 5 können beispielsweise über ein Planetengetriebe Fahrzeugräder antreiben. Eine Abtriebswelle 5 weist im Bereich der Bremse 6 einen Innenlamellenträger 7 auf, welcher drehfest mit Innenlamellen 8 verbunden ist. Der Differentialkorb 2 weist einen Hals 9 auf, welcher im Bereich der Bremse 6 als Innenlamellenträger 10 ausgebildet und mit Innenlamellen 11 drehfest verbunden ist. Der Hals 9 kann einstückig oder mehrstückig mit dem Differentialkorb verbunden sein. Das Ausgleichsgetriebegehäuse 12 ist im Bereich der Bremse 6 als Außenlamellenträger 13 ausgebildet und drehfest mit den Außenlamellen 14 verbunden. Zwischen den Innenlamellen 8 und den Innenlamellen 11 ist eine Scheibe 15 angeordnet. Gleichmäßig am Umfang der Innenlamellen 11 sind Kolben 16 angeordnet, welche bei Druckbeaufschlagung auf eine Druckplatte 17 drücken und die Bremse 6 vollständig im Schließsinne betätigen, da die Druckplatte 18 sich über den Sicherungsring 19 an der Bremse 6 abstützt. Die Betriebsbremse wird somit durch Druckbeaufschlagung der Kolben 16 verwirklicht, wodurch die Bremse 6 sowohl den Differentialkorb 2 als auch die Abtriebswelle 5 mit dem Flansch 23 verbindet und somit beide Abtriebswellen 5 gebremst sind. Bei Betätigung der Feststellbremse wird die Welle 20 mechanisch, beispielsweise durch Betätigen eines Handbremshebels und des mit diesem in Verbindung stehenden Seilzugs, verdreht, wodurch die Gabeln 21 auf die Druckplattte 18 drücken und die Bremse 6 im Schließsinne betätigt wird.
2:
Das Antriebsritzel 22 treibt das Tellerrad 1 an, wobei das Antriebsritzel 22 in einem Flansch 23 gelagert ist, welcher direkt mit dem Elektromotor verbunden werden kann. Dadurch ist der Elektromotor rechtwinklig zu den Abtriebswellen 5 angeordnet. Das Ausgleichsgetriebegehäuse 12 weist im Bereich des Flansches 23 eine so große Öffnung auf, dass das vollständig vormontierte Ausgleichsgetriebe mit der Bremse am Flansch 23 befestigt und durch diese Öffnung im Ausgleichsgetriebegehäuse 12 in das Gehäuse eingeführt werden kann. Die verdrehbare Welle 20 der Feststellbremse und die Gabeln 21 können vor der Zusammenfügung schon im Ausgleichsgetriebegehäuse 12 montiert werden. Bei Betätigen der Betriebsbremse drücken die Kolben 16 auf die Druckplatte 17.
3:
Die vormontierte Baueinheit des Ausgleichsgetriebes am Flansch 23, welcher mit dem Elektromotor 24 verbunden ist, kann in das Ausgleichsgetriebegehäuse 12 eingeführt und angeflanscht werden. Die Bremse nach 3 unterscheidet sich von den Bremsen nach 1 und 2 dadurch, dass die Bremse nach 3 eine Betätigung durch eine Kugelrampe aufweist, wobei die Kugelrampe eine bewegliche und eine drehfeste Scheibe aufweist, wobei die verdrehbare Scheibe im Sinne einer Betriebsbremse durch Druckbeaufschlagung des Kolbens 25 betätigbar ist.

1: Tellerrad
2: Differentialkorb
3: Ausgleichskegelräder
4: Abtriebskegelräder
5: Abtriebswellen
6: Bremse
7: Innenlamellenträger
8: Innenlamellen
9: Hals
10: Innenlamellenträger
11: Innenlamellen
12: Ausgleichsgetriebegehäuse
13: Außenlamellenträger
14: Außenlamellen
15: Scheibe
16: Kolben
17: Druckplatte
18: Druckplatte
19: Sicherungsring
20: Welle
21: Gabel
22: Antriebsritzel
23: Flansch
24: Elektromotor
25: Kolben

Claims

Ausgleichsgetriebe mit einem Antriebsritzel (22), welches über ein Tellerrad (1) einen Differentialkorb (2) antreibt, welcher mit Ausgleichsrädern (3) Achswellenräder (4) antreibt, wobei die Achswellenräder (4) mit je einer Abtriebswelle (5) verbunden sind, mit einer Lamellenbremse (6) mit mindestens zwei drehbaren Lamellen (8, 11) und mindestens einer stehenden Lamelle (14), wobei mindestens eine drehbare Lamelle (8) mit einem Achswellenrad (4) in Verbindung steht, und mindestens eine stehende Lamelle (14) mit einem Ausgleichsgetriebegehäuse (12) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine drehbare Lamelle (11) mit dem Differentialkorb (2) in Verbindung steht, wodurch bei Betätigung der Bremse (6) im Schließsinne das Achswellenrad (4) und der Differentialkorb (2) zum Ausgleichsgetriebegehäuse (12) gebremst werden.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsritzel (22) mit einem Elektromotor (24) antreibbar ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (6) koaxial zur Abtriebswelle (5) angeordnet ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (6) einerseits im Sinne einer Betriebsbremse hydraulisch (16) und andererseits im Sinne einer Feststellbremse mechanisch (21) oder über einen Federspeicher betätigbar ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse im Sinne einer Betriebsbremse durch Druckbeaufschlagung von mindestens einem Betätigungskolben (16, 25) betätigbar ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse im Sinne einer Betriebsbremse durch Drehbewegung, mindestens einer Kugelrampe, betätigbar ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrampe durch einen Hydraulikzylinder im Sinne einer Betriebsbremse und die Kugelrampe im Sinne einer Feststellbremse mechanisch betätigbar sind, wobei die Betätigung über einen Federspeicher oder einen Hebel erfolgt.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (6) im Sinne einer Feststellbremse durch Drehbewegung eines gabelförmigen Bremshebels (21) betätigbar ist.
Ausgleichsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigung (16, 25) zwischen den Lamellen (8, 11, 14) und dem Tellerrad (1) oder auf der den Ausgleichsrädern (3) abgewandten Seite der Lamellen (8, 11, 14) angeordnet ist.
Elektrisch angetriebene Antriebsachse mit einem Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Abtriebswellen über je ein Planetengetriebe je ein Abtriebsrad antreiben.