DE102009023128B4

DE102009023128B4 - Verfahren zum Herstellen eines Außenkörpers einer Lamellenbremse

Info

Publication number: DE102009023128B4
Application number: DE200910023128
Authority: DE
Inventors: Friedrich Tronicke; Matthias Glomm
Original assignee: Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: DE102009023128A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Außenkörpers einer Lamellenbremse, die weiterhin einen drehbeweglichen Innenkörper und ein Lamellenpaket aufweist, das mehrere, mit dem Außenkörper drehschlüssige Außenlamellen, sowie mehrere, mit dem Innenkörper drehschlüssige Innenlamellen umfasst, wobei Innenlamellen und Außenlamellen im Betrieb der Lamellenbremse schmierflüssigkeitsbenetzt sind, wobei in dem Außenkörper (2) wenigstens ein Ableitkanal (12) vorgesehen ist, der zu dem Lamellenpaket (L) hin – auf eine Bremsendrehachse (D) bezogen – radial offen ist und wenigstens abschnittsweise radial außerhalb des Lamellenpaketes (L) angeordnet ist, und wobei der Ableitkanal eine parallel zu der Bremsendrehachse (D) erstreckte, zu dem Lamellenpaket (L) offene Nut (12) umfasst, wobei durch spanende Bearbeitung die Form des Außenkörpers aus einem Metallgussblock geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung jeder offenen Nut (12) jeweils eine Axialbohrung (B) in definiertem radialen Abstand zu einer Mittellängsachse des Metallgussblockes, die einer Bremsendrehachse (D) entspricht, von einer Stirnseite des Metallgussblockes her in diesen eingebracht wird, und dass...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Außenkörpers einer Lamellenbremse, die weiterhin einen drehbeweglichen Innenkörper und ein Lamellenpaket aufweist, das mehrere, mit dem Außenkörper drehschlüssige Außenlamellen, sowie mehrere, mit dem Innenkörper drehschlüssige Innenlamellen umfasst, wobei Innenlamellen und Außenlamellen im Betrieb der Lamellenbremse schmierflüssigkeitsbenetzt sind, wobei in dem Außenkörper wenigstens ein Ableitkanal vorgesehen ist, der zu dem Lamellenpaket hin – auf eine Bremsendrehachse bezogen – radial offen ist und wenigstens abschnittsweise radial außerhalb des Lamellenpaketes angeordnet ist, und wobei der Ableitkanal eine parallel zu der Bremsendrehachse erstreckte, zu dem Lamellenpaket offene Nut umfasst, wobei durch spanende Bearbeitung die Form des Außenkörpers aus einem Metallgussblock geschaffen wird.
Aus der DE 199 34 750 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines zur Aufnahme einer Feststelleinrichtung vorgesehenen Gehäuses offenbart. Dabei wird zunächst in einen zylinderförmigen Metallblock mindestens eine durchgehende Achsbohrung gebohrt. Zudem werden mindestens zwei durchgehende, im Wesentlichen parallel zur Achsbohrung und symmetrisch zur Symmetrieachse des Metallblocks angeordnete Aussparungsbohrungen gebohrt, wobei die Richtung der Achsbohrung und der Aussparungsbohrungen quer zur Symmetrieachse des Metallblocks orientiert wird. Anschließend wird in die Aussparungsbohrungen ein Innengewinde geschnitten und schließlich wird in dem Metallblock zur Ausbildung eines becherartigen Gehäuses parallel zur Symmetrieachse des Metallblocks eine sacklochartige Ausnehmungsbohrung eingebracht.
Die DE 41 19 874 A1 offenbart eine Lamellenkupplung, die nasslaufende Kupplungsscheiben umfasst. Das Lamellenpaket ist von einer Kupplungsglocke umgeben, wobei Außenlamellen des Lamellenpaketes in eine Verzahnung der Kupplungsglocke eingreifen. Die Kupplungsglocke ist auf einer Welle drehbar gelagert, mit der die Innenlamellen des Lamellenpaketes drehschlüssig verbunden sind. Zudem ist in einer zylindrischen Ausnehmung der Kupplungsglocke ein Kolben axial verschiebbar, der auf das Lamellenpaket wirkt.
In der DE 23 59 942 A1 ist eine Lamellenbremse beschrieben, die auf einer Abtriebswelle angeordnet ist und als Dauerbremse ausgeführt ist. Die Lamellenbremse wird von Kühlöl durchflutet, wobei die Lamellenbremse von innen nach außen vom Kühlöl durchströmt wird.
Nasslaufende Lamellenbremsen sind allgemein bekannt. Eine derartige Lamellenbremse weist ein Lamellenpaket aus Außen- und Innenlamellen auf, die zwischen einem feststehenden Außenkörper der Bremse und einem drehbeweglichen Innenkörper angeordnet sind. Das Schmieröl gewährleistet im Bremsbetrieb der Lamellenbremse eine Kühlung. Im Leerlaufbetrieb der Bremse ergeben sich hierdurch jedoch Wirkungsgradverluste.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die einfache Herstellung einer im Betrieb nasslaufenden Lamellenbremse mit reduzierter Verlustleistung im Leerlaufbetrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zur Herstellung jeder offenen Nut jeweils eine Axialbohrung in definiertem radialen Abstand zu einer Mittellängsachse des Metallgussblockes, die einer Bremsendrehachse entspricht, von einer Stirnseite des Metallgussblockes her in diesen eingebracht wird, und dass anschließend koaxial zu der Mittellängsachse durch Drehen oder Fräsen oder eine andere spanende Bearbeitung eine Innenkontur des Außenkörpers ausgehend von der Mittellängsachse radial nach außen herausgearbeitet wird, wobei ein radial innerer Wandungsbereich jeder Axialbohrung entfernt und die jeweilige offene Nut gebildet werden. Dadurch ist eine Herstellung der offenen Entlastungsnuten durch einfache, insbesondere rotatorische, spanende Bearbeitung koaxial zur Bremsendrehachse, d. h. koaxial zur Mittellängsachse des Metallgussblockes, ermöglicht. Hierdurch kann der Außenkörper äußerst kostengünstig hergestellt werden.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.
1 zeigt in einer Schnittdarstellung längs der Schnittlinie I-I in 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, hydraulisch betätigten Lamellenbremse,
2 eine Frontansicht der Lamellenbremse nach 1 in Richtung des Pfeiles II in 1,
3 in einer Schnittdarstellung eine obere Hälfte eines teilweise bearbeiteten Außenkörpers für eine Lamellenbremse nach den 1 und 2 und
4 eine Frontansicht des Außenkörpers nach 3.
Eine Lamellenbremse 1 nach den 1 und 2 stellt eine hydraulisch betätigte Lamellenbremse dar. Die Lamellenbremse 1 weist einen Außenkörper 2, vorzugsweise aus Metallguss, auf, der im Betrieb der Lamellenbremse 1 stationär angeordnet ist. Der Außenkörper 2 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Bremsendrehachse D ausgeführt. Innerhalb des ringartigen Außenkörpers 2 ist ein Innenkörper 3 vorgesehen, der koaxial zum Außenkörper 2 drehbeweglich gelagert ist. Auch der Innenkörper 3 ist zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet. Zwischen dem Innenkörper 3 und dem Außenkörper 2 ist radial ein Lamellenpaket L vorgesehen, das aus mehreren Außenlamellen 6 und mehreren wechselweise axial zwischen den Außenlamellen 6 angeordneten Innenlamellen 7 aufgebaut ist. Die Innenlamellen 7 sind über einen Axialverzahnungsbereich 4 drehschlüssig, aber axial verschiebbar auf dem Innenkörper 3 gehalten. Der Axialverzahnungsbereich 4 ist einstückig am Außenumfang des Innenkörpers 3 vorgesehen. Die Außenlamellen 6 sind drehschlüssig, aber axial verschiebbar an einem parallel zu dem Axialverzahnungsbereich 4 ausgerichteten Innenverzahnungsbereich 5 des Außenkörpers 2 gehalten. Der Innenverzahnungsbereich 5 ist einstückig am Innenumfang des Außenkörpers 2 ausgebildet.
Das Lamellenpaket L ist durch einen Bremskolben 8 axial zusammenpressbar, der koaxial zur Bremsendrehachse D im Außenkörper 2 axial beweglich gelagert ist. Der Bremskolben 8 umgrenzt gemeinsam mit dem Außenkörper 2 eine Druckkammer 10, die über einen Hydraulikanschluss 11 mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist. Der Bremskolben 8 ist durch eine aus mehreren, über den Umfang des Bremskolbens 8 verteilt angeordneten Schraubendruckfedern aufgebaute Druckfederanordnung 9 in Richtung des Lamellenpaketes L federbelastet. In drucklosem Zustand der Druckkammer 10 presst der Bremskolben 8 somit das Lamellenpaket L zusammen, wodurch eine Bremsmomentübertragung zwischen dem Bremskolben 8 und damit dem Außenkörper 2, den Innen- und Außenlamellen 6, 7 und dem Innenkörper 3 erfolgt. Bei Druckbeaufschlagung der Druckkammer 10 durch entsprechende Hydraulikflüssigkeitsbeaufschlagung über den Hydraulikanschluss 11 wird der Bremskolben 8 gegen die Druckkraft der Druckfederanordnung 9 gelüftet. Bei Drucklosschaltung der Druckkammer 10 erfolgt die federkraftbeaufschlagte Bremswirkung durch den Bremskolben 8. Durch entsprechende Drucksteuerung über den Hydraulikanschluss 11 ist eine stufenlose Steuerung des Bremsmomentes möglich. Auf der dem Bremskolben 8 gegenüberliegenden Seite wird das Lamellenpaket L axial durch eine Gegenscheibe 16 begrenzt, die axial über einen Sicherungsring 14 begrenzt ist, die in eine entsprechende Radialnut 15 des Außenkörpers 2 formschlüssig eingesetzt ist. Der Sicherungsring 14 bildet somit eine Axialsicherung für die Gegenscheibe 16 und das Lamellenpaket L.
Die Lamellenbremse 1 stellt eine nasslaufende Lamellenbremse dar. Hierzu ist im Bereich des Lamellenpaketes ein Schmierflüssigkeitsbad, vorzugsweise ein Schmierölbad, gebildet. Dies bedeutet, dass sich Schmieröl zwischen den Innen- und Außenlamellen 6, 7 des Lamellenpaketes L befindet und im Betrieb Innen- und Außenlamellen 6, 7 benetzt. Das Schmieröl dient zur Kühlung und zur Verschleißreduzierung des Lamellenpaketes L. Um zu verhindern, dass im Leerlaufbetrieb der Lamellenbremse 1, d. h. bei gelüftetem Bremskolben 8, sich im Bereich des Lamellenpaketes L ein zu großes Schmierflüssigkeitsvolumen und demzufolge relativ hohe Flüssigkeitsreibungsverluste ergeben, sind am Außenumfang des Lamellenpaketes L insgesamt drei als Ableitkanäle dienende Entlastungsnuten 12 vorgesehen, die sich achsparallel zu der Bremsendrehachse D über die gesamte axiale Länge des Lamellenpaketes L und bis zu einer vom Bremskolben 8 abgewandten Stirnseite des Außenkörpers 2 erstrecken. Die Entlastungsnuten 12 sind einstückig im Außenkörpers 2 ausgeformt und sind radial außerhalb des Innenverzahnungsbereiches 6 des Außenkörpers 2 vorgesehen. In eingebautem Betriebszustand der Lamellenbremse 1 ist der Außenkörper 2 derart positioniert, dass sich jeweils eine der Entlastungsnuten 12 lotrecht unterhalb der Bremsendrehachse D und damit im Bereich einer Unterseite des Lamellenpaketes L befindet. Die axial erstreckten Entlastungsnuten 12 sind rinnenartig mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt gestaltet, der vorzugsweise halbkreisförmig ausgeführt ist. Die Entlastungsnuten 12 weisen über ihre gesamte axiale Länge den gleichen Querschnitt auf und erstrecken sich axial in Richtung des Bremskolbens 8 bis auf Höhe eines zum Lamellenpaket L axial offenen Ringkanales 13, der einen vorderen Stirnendbereich des Bremskolbens 8 in gelüftetem Zustand radial umgibt. Der Ringkanal 13 dient zur besseren Verteilung des Schmieröls über den Umfang des Lamellenpaketes L. Der Ringkanal 13 schließt axial an den Innenverzahnungsbereich 5 des Außenkörpers 2 an. Die Entlastungsnuten 12 weisen relativ zur Bremsendrehachse D eine derartige radiale Tiefe auf, dass sie radial über die Ringnut 15 für den Sicherungsring 14 hinausragen. Dadurch ist eine Ableitung überflüssigen Schmierölvolumens vom Lamellenpaket L durch die entsprechende untere Entlastungsnut 12 axial unter dem Sicherungsring 14 hindurch zur Stirnseite des Außenkörpers 2 hin ermöglicht.
Ergänzend ist in nicht näher dargestellter Weise im Bereich der Außenverzahnung der Außenlamellen auf Höhe der Entlastungsnuten jeweils eine Zahnlücke vorgesehen, die eine weiter verbesserte Schmierölverteilung ermöglicht.
Um eine relativ einfache Herstellung der Entlastungsnuten 12 zu ermöglichen, werden die Entlastungsnuten 12 bei der Herstellung des Außenkörpers 2 zunächst als Axialbohrungen B gestaltet, die achsparallel zur Mittellängsachse des Außenkörpers 2, die der Bremsendrehachse D entspricht, von einer Stirnseite des Außenkörpers 2 in den entsprechenden Metallgussblock des Außenkörpers 2 eingebracht werden. Die Darstellungen nach den 3 und 4 zeigen diesen teilweise bearbeiteten Außenkörper 2. Es ist erkennbar, dass die Axialbohrungen B als Sacklochbohrungen von der Stirnseite des Außenkörpers 2 her in das Material des Außenkörpers 2 eingebracht werden. Erst in nachfolgenden Verfahrensschritten wird dann die endgültige Innenkontur des Außenkörpers 2 durch entsprechende spanende Bearbeitung hergestellt. Dabei wird auch die Axialverzahnung des Innenverzahnungsbereiches 6 geschaffen. Durch die notwendige Materialentfernung werden zwangsläufig die Axialbohrungen B radial geöffnet, wodurch sich automatisch bis zur Fertigstellung des Außenkörpers 2 die zur Mitte des Außenkörpers 2 hin offenen, rinnenförmige Entlastungsnuten 12 bilden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Außenkörpers einer Lamellenbremse, die weiterhin einen drehbeweglichen Innenkörper und ein Lamellenpaket aufweist, das mehrere, mit dem Außenkörper drehschlüssige Außenlamellen, sowie mehrere, mit dem Innenkörper drehschlüssige Innenlamellen umfasst, wobei Innenlamellen und Außenlamellen im Betrieb der Lamellenbremse schmierflüssigkeitsbenetzt sind, wobei in dem Außenkörper (2) wenigstens ein Ableitkanal (12) vorgesehen ist, der zu dem Lamellenpaket (L) hin – auf eine Bremsendrehachse (D) bezogen – radial offen ist und wenigstens abschnittsweise radial außerhalb des Lamellenpaketes (L) angeordnet ist, und wobei der Ableitkanal eine parallel zu der Bremsendrehachse (D) erstreckte, zu dem Lamellenpaket (L) offene Nut (12) umfasst, wobei durch spanende Bearbeitung die Form des Außenkörpers aus einem Metallgussblock geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung jeder offenen Nut (12) jeweils eine Axialbohrung (B) in definiertem radialen Abstand zu einer Mittellängsachse des Metallgussblockes, die einer Bremsendrehachse (D) entspricht, von einer Stirnseite des Metallgussblockes her in diesen eingebracht wird, und dass anschließend koaxial zu der Mittellängsachse durch Drehen oder Fräsen oder eine andere spanende Bearbeitung eine Innenkontur des Außenkörpers (2) ausgehend von der Mittellängsachse radial nach außen herausgearbeitet wird, wobei ein radial innerer Wandungsbereich jede Axialbohrung (B) entfernt und die jeweilige offene Nut (12) gebildet werden.