DE2924939A1

DE2924939A1 - Nebenantrieb, insbesondere zapfwellenantrieb

Info

Publication number: DE2924939A1
Application number: DE19792924939
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Dziuba; Herbert Ing Grad Simon
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1981-01-22
Also published as: SE8004538L; IT8048972A0; US4399715A; SE443747B; DE2924939C2; IT1146082B; GB2052672A; GB2052672B

Description

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ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN O Q ? A Q ? Q - Aktiengesellschaft -

7990 Friedrichshafen

Nebenantrieb, insbesondere Zapfwellenantrieb

Akte: 5601

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ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN - Aktiengesellschaft -

7990 Friedrichshafen

Titel; Nebenantrieb, insbesondere Zapfwellenantrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nebenantrieb, insbesondere Zapfwellenantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

An Zahnräder-Wechselgetrieben für land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Kraftfahrzeuge ist vielfach eine Zapfwelle vorgesehen, welche meistens mit ihrem Anschlußstummel aus dem Getriebegehäuse herausragt. An diesem getriebeexternen Antriebsstummel werden dann die land- bzw. bautechnischen Arbeitsgeräte angeschlossen. Der Antrieb der Zapfwelle erfolgt über eine Antriebswelle direkt vom Motor aus und läßt sich mittels einer separaten Kupplung, der Zapfwellenkupplung, unabhängig von der Fahrkupplung ein- und ausschalten. Wird als Zapfwellenkupplung eine nasse Lamellenkupplung verwendet, so entsteht bei geöffneter Kupplung, also bei ausgeschaltetem Zapfwellenantrieb, im Lamellenpaket ein Schleppmoment/ welches die Zapfwelle antreibt. Dies bedeutet für den Benutzer beim Ankuppelvorgang eine große Unfallgefahr.

Es sind verschiedene Bemühungen bekannt, dieser Unfallgefahr zu begegnen. So ist beispielsweise durch die DT-AS 25 22 411 ein Nebenantrieb bekannt geworden, bei

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welchem eine ein- und ausschaltbare Bremse vorgesehen ist, welche auf den Sekundärteil der Zapfwellenkupplung, also auf den axial unbeweglichen Ringzylinder einwirkt und diesen in geöffnetem Zustand der Kupplung an einer Drehbewegung hindert. Dabei ist diese bekannte Zapfwellenbremse so aufgebaut, daß sie unter Einwirkung einer Druckfeder ausgerückt wird. Bei Druckmittelbeaufschlagung (Schließen) der Zapfwellenkupplung wird hier gleichzeitig die Bremse mit Druck beaufschlagt, also die Zapfwellenbremse geöffnet. Bei Abfallen des Arbeitsdruckes in der Kupplung fällt gleichzeitig der Arbeitsdruck in der Bremse ab und die Bremse rückt über Federkraft ein. Bei dieser bekannten Zapfwellenbremse ist folglich immer bei Ausrücken der Zapfwellenkupplung, also Abschalten des Zapfwellenantriebes, die Zapfwellenbremse geschlossen, also die Zapfwelle festgebremst und damit auch von außen von Hand nicht drehbar.

Durch die ünfallverhutungsvorschriften vom Bundesverband landwirtschaftlicher Berufsgenossenschaften wird aber gefordert, daß bei laufendem Motor (und offener Zapfwellenkupplung) einer Arbeitsmaschine (Schlepper) sich der (meist herausragende) Zapfwellenstummel nicht drehen darf, dieser muß sich jedoch bei abgestellter Maschine (und offener Kupplung) von Hand drehen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nebenantrieb anzugeben, welcher den Unfallverhütungsvorschriften in seiner Gänze entspricht, bei dem also bei geöffneter Zapfwellenkupplung und laufendem Motor die Zapfwelle blokkiert ist, während sie bei offener Kupplung und abgestelltem Motor von Hand leicht drehbar ist. Dabei soll diese Abbremsung des Nebenantriebes in einfacher und sicherer Weise vorgenommen werden, wobei auf eine sowohl platz- als auch kostensparende Ausführung geachtet werden soll, als auch eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Gegebenheiten vorhanden sein soll.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Nebenantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Nebenantrieb nach der Erfindung besteht dabei aus einer Antriebswelle, welche über eine Zapfwellenkupplung und entsprechenden Zahnrädern eine Zapfwelle antreibt, wobei eine motorabhängige ein- und ausschaltbare Bremse zum Abbremsen der entkuppelten Zapfwelle vorgesehen ist und bei welcher eine mit dem Motor des Kraftfahrzeuges in Verbindung stehende Druckerzeugungsvorrichtung vorgesehen ist, über welche die Zapfwellenbremse entgegen einer Federkraft eingerückt wird. Die Zapfwellenbremse des erfindungsgemäßen Nebenantriebes ist folglich bei geöffneter Zapfwellenkupplung, also nicht angetriebener Zapfwelle (nur wirksames Schleppmoment) und bei laufendem Motor stets eingerückt, wodurch die Zapfwelle festgebremst ist, also ihr aus dem Getriebegehäuse herausragender Stummel stillsteht. Wird der Antriebsmotor abgestellt, so wird durch Abfallen des Arbeitsdruckes in der Zapfwellenkupplung diese unter Federkraft ausrücken und somit die Bremsung aufgehoben und damit der Zapfwellenstummel von Hand drehbar sein, womit ein leichtes Ankuppeln der Arbeitsaggregate vorgenommen werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es besonders vorteilhaft, die Zapfwellenbremse direkt auf das ausgerückte Druckstück der Zapfwellenkupplung einwirken zu lassen. Dazu ist das axial verschiebliche Druckstück an seiner von der Kupplung abweisenden Sei-

te als Ringzylinder ausgebildet, welcher einen unverschieblichen Ringkolben umschließt. Der Ringzylinder besitzt nun seinerseits an seinem äußeren Umfang einen ringförmigen Bremsflansch, an welchem in ausgerücktem Zustand der Kupplung die Bremse mit ihren Bremskörpern

^J ansteht und ihn an einer Drehung unter Einwirkung des bei laufendem Motor auftretenden Schleppmomentes hindert. Die Bremskörper bleiben während der ganzen Zeit, in welcher der Antriebsmotor läuft, in eingerücktem

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Zustand,ihre Bremswirkung tritt aber nur bei ausgeschalteter Zapfwellenkupplung auf, da bei eingerückter Zapfwellenkupplung der Kupplungszylinder und damit der Bremsflansch sich axial so weit von den Bremskörpern wegbewegen, daß ein Kontakt zwischen den Teilen nicht mehr vorhanden ist. Die erfindungsgemäßen Bremskörper stehen bei laufendem Motor also immer bremsbereit, um den ausgerückten Zylinder sofort abbremsen zu können. Wird der Motor abgestellt, so rücken die Bremskörper unter Federkraft sofort aus und geben dem Bremsflansch am Kupplungszylinder, und damit die Zapfwelle frei.

Erfindungsgemäß ist die Bremse mit ihrem Gehäuse an einer Wand des Getriebes befestigt, wobei in erster Ausführung das Gehäuse ein Teil der Getriebewand ist oder in anderer Ausführung auch ein separates Teil sein kann, welches an der Gehäusewand angeflanscht ist.

D_er Bremskörper ist erfindungsgemäß an seiner ersten Seite als Kolben ausgebildet und im Bremsgehäuse axial geführt angeordnet, wobei zwischen Bremsgehäuse und Bremskörper eine Druckfeder angeordnet ist, welche den Bremskörper in drucklosem Zustand in das Bremsgehäuse zurückzieht bzw. -drückt.

Der Bremskörper kann an seiner Kolbenseite unterschiedlich ausgebildet sein, so kann er stirnseitig einen Anschlagzapfen besitzen, mit welchem er in ausgerücktem

Zustand am Zylinderdeckel ansteht. Er kann aber auch eine zylindrische Ausnehmung besitzen, in welche ein entsprechender Zapfen des Zylinderdeckels hineinreicht.

Die Zapfwellenbremse wird erfindungsgemäß in mindestens

zweifacher Anordnung im wesentlichen punktsymmetrisch im bezug auf die Kupplungsachse vorgesehen, um eine gleichmäßige Bremskraftverteilung auf dem Kolbenumfang zu erhalten und somit ein Verkanten des Kupplungszy-

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linders zu vermeiden.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Zapfwellenbremse direkt auf die Zapfwelle einwirkend angeordnet. Dies ist besonders dann von großer Bedeutung, wenn aus unterschiedlichen Gründen, wie Platzmangel, der Betätigungsteil der Zapfwellenkupplung nicht mit einem Bremsflansch ausgestattet werden kann. Bei dieser Ausführung ist die Zapfwellenbremse im Lagerdeckel der Zapfwelle angeordnet. Dieser Lagerdeckel ist erfindungsgemäß aus zwei zueinander angeordneten, koaxial fest zusammengeschraubten Teilen zusammengesetzt, wobei das nach innen weisende Teil das eigentliche Bremsgehäuse darstellt und im wesentliehen ringförmig ausgebildet ist und eine nach innen gezogene, ringförmige Innenwand aufweist. Der äußere Teil des Lagerdeckels ist gleichzeitig der eigentliche Deckel und schließt das Bremsgehäuse nach außen hin ab. Zum Ausrücken der Zapfwellenbremse ist eine Membranfeder vorgesehen, welche an ihrem äußeren Rand zwischen Bremsgehäuse und Deckel festgeklemmt ist. Auf der zur Zapfwelle hin weisenden Seite der Membranfeder ist ein topfförmiger Kolben befestigt, welcher im Bremsgehäuse axial beweglich, jedoch drehfest angeordnet ist und dessen ringförmiger Teil annähernd gleiche Durchmesserabmaße aufweist, wie die ringförmige Innenwand des Bremsgehäuses. Zwischen der Bremsgehäuse-Innenwand und der Ringwand des Kolbens ist nun eine Bremsscheibe angeordnet, welche mit ihrem Innendurchmesser axial

^" beweglich, jedoch drehfest auf der in das Bremsgehäuse hineinragenden Zapfwelle aufsitzt. Auf der nach außen weisenden Seite der Membranfeder ist im Deckel ein als Druckraum dienender Zwischenraum vorgesehen,in welchem eine, ebenfalls im Deckel vorgesehene, Druckrr.ittel-Zuführungsöffnung führt. Wird diese Zapfwellenbremse mit Druck beaufschlagt, so wird das Druckmittel die Membranfeder mitsamt Betätigungskolben einrücken, wodurch die Bremsscheibe zwischen den Ringwänden des

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Kolbens und des Bremsgehäuses festgeklemmt wird und somit die Zapfwelle festhält. Fällt der Arbeitsdruck in der Bremse durch Abstellen des Motors ab, so wird die Zapfwellenbremse über die Rückstellkraft der Membranfeder gelöst. Bei dieser Ausführung der Zapfwellenbremse muß noch zusätzlich ein Schaltelement vorgesehen werden, welches beim Einrücken der Zapfwellenkupplung, also beim Antrieb der Zapfwelle, den Arbeitsdruck in der Bremse abfallen läßt, wodurch die Zapfwellenbremse gelöst wird.

Weitere Merkmale des Nebenantriebes nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen erläutert. 15

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen axialen, teilweisen Schnitt durch einen Nebenantrieb nach der Erfindung in erster

Ausführung,

Fig. 2 einen teilweisen, axialen Schnitt, ähnlich wie in Fig. 1 eine weitere Ausführung darstellend, und

Fig. 3 einen teilweisen, axialen Schnitt eines erfindungsgemäßen Nebenantriebes in einer weiteren Ausführung.
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Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, ist eine Antriebswelle 1 in einem Getriebegehäuse 12 drehbar gelagert vorgesehen. Auf der Antriebswelle 1 ist eine Zapfwel-

lenkupplung 2 angebracht, deren axial bewegliches Druckstück 3 auf seiner von der Kupplung abgewandten Seite als Ringzylinder 4 ausgebildet ist, welcher einerseits einen Ringkolben 19 umschließt und anderer-

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seits an seinem äußeren Umfang einen Bremsflansch 5 aufweist. Dieser Bremsflansch 5 kann je nach Betätigungszustand des Druckstückes 3 zwei verschiedene Positionen einnehmen, und zwar kann sich der Bremsflansch in eingerückter Position 6 befinden oder in einer ausgerückten Position 7 stehen. Der Ringkolben 19 ist dreh- und verschiebfest auf einem Zahnrad 18 befestigt, welches mittelbar über mindestens ein Zwischenzahnrad oder direkt in ein auf einer Zapfwelle 36 befestigten Zahnrad 35 eingreift (hierzu siehe Fig. 3). An der Wand des Getriebegehäuses 12 ist mindestens ein Bremsgehäuse 10 vorgesehen, dessen Achse im wesentlichen parallel zur Achse der Antriebswelle 1 steht. Im Bremsgehäuse 10 ist ein Bremskörper 8 in einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung angeordnet, wobei der Bremskörper mit seiner einen Seite aus dem Gehäuse herausragt und an der Stirnseite des Bremsflansches 5, wenn dieser sich in der eingerückten Position 7 befindet, ansteht. Die andere Seite des Bremskörpers 8 ist als Kolben 11 ausgebildet, welcher durch ein in einen Druckraum 13 eingeführtes Druckmittel betätigt wird. Der Druckraum 13 wird auf seiner anderen Seite durch einen Zylinderdeckel 16 abgeschlossen. Zwischen dem Kolbenteil 11 des Bremskörpers 8 und dem Bremsgehäuse 10 ist in einer entsprechenden Ausnehmung eine Druckfeder 9 angeordnet, welche den Bremskörper 8 in drucklosem Zustand des Druckraumes 13 in das Bremsgehäuse 10 zurückdrückt, bis auf Anlage am Deckelzapfen 16 des Zylinderdeckels 14. In der Stirnseite des

™ Kolbens 11 ist eine zylindrische Ausnehmung 15 vorgesehen, in welche ein entsprechender zylindrischer Deckelzapfen 16 des Zylinderdeckels 14 hineinreicht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich wird, kann an der Stirnseite des Kolbens 11 ein Zapfen 20 vorgesehen s^in, wel-

eher an dem diesmal ebenen Zylinderdeckel 14 bei zurückgezogenem Zustand der Bremse ansteht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 3, in 030064/0101

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welcher die das Zahnrad 35 tragende Zapfwelle 36 über ein Lager 34 in einer Wand des Getriebegehäuses 12 gelagert ist. Der Gehäusedeckel 32 besteht aus einem an der Gehäusewand befestigten Bremsgehäuse 33, an welchem wiederum ein Deckel 28 angeschraubt ist. Zwischen dem Bremsgehäuse 33 und dem Deckel 28 ist eine Membranfeder 24 an ihrem äußeren Rand festgeklemmt, wobei im Deckel 28 auf der Membranseite ein Druckraum 25 vorgesehen wurde. Auf der anderen Seite der Membranfeder ist ein topfförmiger Kolben 29 mit seiner Bodenwand befestigt, wobei der Kolben 29 in einer entsprechenden Ausnehmung des Bremsgehäuses 33 axial verschieblich, jedoch über einen Zylinderstift 31 drehfest angeordnet ist. Das Bremsgehäuse 3 3 besitzt auf seiner Lagerseite eine ringförmige nach innen gezogene Innenwand 26, welche bis auf die in den Gehäusedeckel hineinreichende Zapfwelle hinuntergezogen ist. Zwischen dieser Innenwand 26 und der Ringwand 30 des Kolbens 29 ist eine Bremsscheibe 27 angeordnet, welche mit ihrem Innendurchmesser axial verschieblich, jedoch drehfest in eine Mitnahmeverzahnung der Zapfwelle eingreift. Im Deckel 28 ist eine Druckmittel-Zuführöffnung 23 vorgesehen, welche die Verbindung zum Druckraum 25 darstellt.

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Leerseite

Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN ^ ν I A " O $ - Aktiengesellschaft -

7990 Friedrichshafen

Titel: Nebenantrieb, insbesondere Zapfwellenantrieb

PATENTANSPRÜCHE

Nebenantrieb, insbesondere Zapfwellenantrieb eines Zahnräder-Wechselgetriebes für land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Kraftfahrzeuge, mit einer mittels Zahnräder antreibbaren Zapfwelle, welche über eine auf der Antriebswelle angeordneten Zapfwellenkupplung von einer in einem Getriebegehäuse gelagerten Antriebswelle antreibbar ist, wobei eine motorabhängige,ein- und ausschaltbare Bremse (Zapfwellenbremse) zum Abbremsen der entkuppelten Zapfwelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Motor des Kraftfahrzeuges in Verbindung stehende Druckerzeugungsvorrichtung vorgesehen ist, über welche die Zapfwellenkupplung (7, 8) entgegen einer Federkraft (9) eingerückt wird.
2. Nebenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwellenbremse direkt auf den ausgerückten Kolben (5) der Zapfwellenkupplung einwirkt.
3. Nebenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Zapfwellenbremse in einem an einer Wand des Getriebes angeordneten Gehäuse untergebracht ist.
4. Nebenantrieb nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwellenbremse einen als Kolben ausgebildeten Bremskörper besitzt.
5. Nebenantrieb nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsgehäuse Teil der Getriebewand ist.
6. Nebenantrieb nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsgehäuse ein separater, zylindrischer Teil ist, welcher an der Getriebewand angeflanscht ist.
7. Nebenantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausrücken der motorabhängigen Bremse eine zwischen Bremskörper und Bremsgehäuse angeordnete Druckfeder vorgesehen ist.
8. Nebenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwellenbremse unmittelbar auf die Zapfwelle einwirkt.
9. Nebenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwellenbremse im Lagerdeckel der Zapfwelle angeordnet ist.
10. Nebenantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerdeckel aus zwei koaxialen, miteinander verschraubten Teilen besteht.
11. Nebenantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Zapfwellenlagerwand anliegende Lagerdeckelteil das eigentliche Bremsgehäuse ist, welches im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist

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und an seiner Wandseite eine ringförmige Innenwand aufweist.
12. Nebenantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil des Lagerdeckels der eigentliche Deckel ist, welcher das Bremsgehäuse nach außen hin abschließt und daß der Deckel eine Druckmittel-Zuführungsöffnung aufweist.
13. Nebenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausrücken der Bremse eine Membranfeder vorgesehen ist.
14. Nebenantrieb nach den Ansprüchen 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder zwischen Bremsgehäuse und Deckel befestigt wird.
15. Nebenantrieb nach den Ansprüchen 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsgehäuse axial verschieblieh, jedoch drehfest ein topfförmiger Kolben angeordnet ist, welcher an seinem einen Ende an der Membranfeder befestigt ist.
16. Nebenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwellenbremse eine Scheibenbremse ist, deren Bremsscheibe zwischen der ringförmigen Innenwand des Bremsgehäuses und dem Bremskolben angeordnet ist, und gleichzeitig drehfest, jedoch axial

verschieblich auf der Zapfwelle aufsitzt. 30

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