DE3935115A1 - Achsbaugruppe mit gemeinsam betaetigbarer differentialsperre und bremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsbaugruppe mit gemeinsam betätigbarer Differentialsperre und Bremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In gemeinsamer Achsbaugruppe zusammengefaßte und gemeinsam betätigbare Differentialsperren und Bremsen sind z. B. aus der DE-A 36 20 924 bekannt. Dort wird durch die Betätigung des die Bremse über einen externen Bremskolben aktivierenden Spreizkörpers ein sowohl mit am Differentialgehäuse als auch an der Achswelle geführten Innenlamellen versehenes Lamellenpaket belastet. Außerdem kann mit Hilfe eines im Achsbrückengehäuse abgestützten Ringkolbens auch das als Differentialsperre dienende Teil des Lamellenpaketes alleine und ohne Bremsaktivierung betätigt werden.

Diese Bauweise erlaubt es indessen nicht, eine intensive Bremsung ohne Betätigung der Differentialsperre durchzuführen, wie es insbesondere bei Lenkachsen während des Lenkens erforderlich ist. Der Einsatz der in Rede stehenden Konstruktion für Lenkachsenzwecke ist auch deshalb nicht möglich, weil keine axialen Ausgleichsbewegungen der Steckwelle gegenüber dem Differentialgehäuse vorgesehen sind. Auch ist es nicht möglich, die Differentialsperre beim Lenken mit Hilfe des Verzahnungsdruckes am Achskegelrad proportional zum Lenkeinschlag selbsttätig zu sperren. Zudem ist keine auch für hohe Bremsleistungen geeignete Direktabstützung der Bremslamellen unter Ausnutzung der höchstmöglichen Drehzahldifferenz zwischen Steckwelle und Achsgehäuse vorgesehen. Schließlich erlaubt auch die einseitige Anordnung des gemeinsamen Lamellenpaketes nur an einer Steckwelle keine individuell dosierbaren Bremsenaktivierungen für jede Fahrzeugseite etwa nach dem Prinzip an sich bekannter Antiblockiersysteme.

Die Aufgabe der Erfindung wird hiervon ausgehend darin gesehen, eine Achsbaugruppe zu schaffen, welche auch für Lenkachsen und für Beeinflussung der einzelnen Räder je nach Fahrsituation gleichzeitig, fein abgestuft bzw. in seitlicher Folge nacheinander entweder selbsttätig oder ausgehend von einem fremdbetätigten Stellglied geeignet ist und hohe Bremsleistungen erbringt.

Die Lösung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 insbesondere dadurch erreicht, daß dem Achsgetriebe zu jeder Steckwelle eine eigene sowohl selbsttätig als auch fremdbetätigbare Differentialsperre und eine separat davon betätigbare Hochleistungs- Mehrscheibenbremse mit Abstützung der Lamellen zwischen der jeweiligen Steckwelle und dem Achsgehäuse zugeordnet wird, wobei die Steckwelle bei Lenkeinschlägen axial in das Differentialgehäuse hinein ausweichen kann.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann deshalb eine Differentialsperrenbetätigung unabhängig vom Lenkeinschlag oder der Bremse erfolgen, was beispielsweise bei unterschiedlichen Bodenhaftungen der Räder sinnvoll ist. Da die Bremse und die Sperre für jedes Rad, ausgehend von einer gemeinsamen Steuerung zwischen Bedienungstrittplatte in an sich bekannter Weise mit Hilfe von Drehzahl und Drehmomentenabgriffen bzw. Lenkwinkelsensoren individuell dosierbar sind, läßt sich die vorgeschlagene Achsbaugruppe auch im Sinne eines Antiblockiersystems einsetzen.

Vorteilhaft ist dabei, daß die Lamellenpakete für Differentialsperre und für Bremse getrennt eingebaut sind und damit Erwärmungseinflüsse aus der Bremse von der Differentialsperre ferngehalten werden und andererseits die Bremse in einer je nach Bedarf dimensionierbaren und auch nur fakultativ nachrüstbaren Gehäusezwischenwand unterbringbar ist. Die Abstützung der Innenlamellen gegen eine mit der Steckwelle umlaufende, aber dazu entweder über den Differentialsperrenkolben oder den Verzahnungsdruck bzw. den Lenkwinkeleinschlag relativ verschieblichen Hohlwelle, auf deren Außenbereich ein im Durchmesser deutlich vergrößerter Lamellenträger für die jeweilige Bremse vorgesehen ist, gestattet es, auf separate Bremsen am Rad nun auch bei lenkbaren Antriebsachsen zu verzichten.

Dank des vergrößerten Außendurchmessers der mitrotierenden Lamellenträger kann das von diesen nach außen geschleuderte Kühlöl die infolge der erhöhten Drehzahldifferenz stark beanspruchten Bremslamellen gleichmäßig durchströmen und über in der Gehäusezwischenwand vorgesehene breite Ölableitungskanäle in den Bereich des Differentialgehäuses bzw. dessen Achskegelrollenlager abfließen.

Günstig ist auch, daß die axiale Länge des Bremspaketes je nach Fahrzeugtyp und Einsatzzweck veränderbar ist, da die Bremse in einem das Achsgehäuse und das Achsgetriebegehäuse verbindenden Zwischenflansch variabler Länge einbaubar ist.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der schematischen Zeichnung wiedergegebenen Beispieles dargestellt.

Die Achsbaugruppe 1 umschließt in ihrer Mitte ein Achsgetriebe 2, welches aus einem von einer nicht gezeigten Kardanwelle angetriebenen Tellerrad 3 an einem Differentialgehäuse 4 besteht, das seinerseits ein Ausgleichsräderpaar 5 auf einem Ausgleichsbolzen 6 in Drehrichtung mitnimmt. Jedes der Ausgleichsräder 5 steht in ständigem Eingriff mit einem linken Achskegelrad 7 mit anschließender linker Hohlwelle 71 sowie einem rechten Achskegelrad 8 mit einer anschließenden rechten Hohlwelle 81. Diese Hohlwellen 71, 81 nehmen jeweils eine von ihnen umschlossene Steckwelle 9 bzw. 10 in Drehrichtung mit. Die dazu vorgesehene Mitnahmeverzahnung zwischen Hohlwelle und Steckwelle erlaubt ausreichend große Relativbewegungen der Steckwellen 9, 10 gegenüber den Hohlwellen 71, 81 bzw. gegenüber dem Differentialgehäuse 4, um die aus den radseitigen Wellengelenken herrührenden Axialbewegungen im Differentialgehäuse L ohne Kollision mit dem Ausgleichsbolzen 6 oder dergleichen aufnehmen zu können. Zwischen den radseitigen Innenstirnwänden des Differentialgehäuses 4 und den Rückseiten der Achskegelräder 7, 8 ist jeweils eine Differentialsperre 11, 12 in Form eines Lamellenpaketes vorgesehen. Deren Innenlamellen sind auf einer kurzen Außenverzahnung der Hohlwelle und deren Außenlamellen in einer Innenverzahnung des Differentialgehäuses 4 abgestützt. Je eine zwischen Achskegelrad 7 bzw. 8 und Differentialsperre 11 bzw. 12 angeordnete Druckplatte 111, 112 verbessert das gleichmäßige Ansprechen der Sperrlamellen 11, 12. Die Hohlwellen 71, 81 durchdringen das Differentialgehäuse 4 innerhalb von dessen Achskegelrollenlagern 13, 14 und ragen radseitig aus den die Lager 13, 14 radial stützenden jeweiligen Gehäusezwischenwänden 15 bzw. 16, heraus, welche außerhalb des Differentialgehäuses 4 von einem Achsgehäusemittelstück 17 miteinander verbunden sind. Die Gehäusezwischenwände 15, 16 sind an ihrem Umfang radseitig als Lamellenträger für die Außenlamellen von Bremspaketen 18, 19 auf jeder Seite der Achsbaugruppe ausgestaltet und besitzen an ihrem Innenumfang Zylinder und Führung für je einen in Radrichtung wegdrückbaren Differentialsperrenkolben 20 bzw. 21, der über eine in der Gehäusezwischenwand 15 bzw. 16 eingearbeitete Druckleitung 201 bzw. 211 beaufschlagbar ist. Die Innenlamellen der Bremsen 18, 19 sind auf ringscheibenförmig im Durchmesser vergrößerten Lamellenträgern 22 bzw. 23 drehfest aber axial beweglich geführt. Die Lamellenträger 22 bzw. 23 sind im Beispiel mittels Sicherungsringen 221 und 222 bzw. 232 und 231 auf der Hohlwelle 71 bzw. 81 axial so festgelegt, daß sich bei unbelastetem Differentialsperren-Lamellenpaket 11 bzw. 12 der jeweils zugeordnete Differentialsperrkolben 20 bzw. 21 mit seiner Rückseite an der zugeordneten Gehäusezwischenwand 15 bzw. 16 in Ausgangsstellung befindet und der Axialabstand zwischen der differentialseitigen Innenseite des Steges der Lamellenträger 22 bzw. 23 und der radseitigen Stirnfläche der Kolben 20 bzw. 21 durch Axialrollenlager 202 bzw. 212 spielarm ausgefüllt ist. Die radial außerhalb der Lamellenträger 22, 23 gelegenen Bremslamellenpakete 18, 19 sind gemeinsam oder getrennt aktivierbar mittels Bremskolben 24, 25, welche im Flansch der jeweils zugeordneten Achsbrückengehäuse 26, 27 geführt und eingedichtet sind. Zwecks gleichmäßiger Druckverteilung kann ihnen jeweils noch eine den Endlamellen vorgeordnete Druckplatte 241 bzw. 251 zugeordnet sein. Die Beaufschlagung der Bremslamellenpakete 18, 19 ist über hier im jeweiligen Achsbrückengehäuse 26, 27 fest eingelassene Druckleitungen 242 bzw. 252 vorgesehen. Alle Druckleitungen 201, 211, 242, 252 zu den verschiedenen Betätigungskolben 20, 21, 24, 25 werden aus einem gemeinsamen Bremsensteuerungssystem 28 gespeist. Dieses erhält seine Stellbefehle beispielsweise von einer Trittplatte 29 und wertet diese um auf an sich bekannte Weise anhand von Fahrzustandsdaten aus Lenkwinkelsignalen 30, Drehzahlsignalen 31, 32 in die entsprechenden Sperrwerte der jeweiligen Lamellenpakete 11, 12 und 18, 19 um. Die Druckversorgung erfolgt ausgehend von einer gemeinsamen Öldruckpumpe 33, ohne deren Funktion das Fahrzeug nicht betrieben werden kann.

Bezugszeichen:

  1 Achsbaugruppe
  2 Achsgetriebe
  3 Tellerrad
  4 Differentialgehäuse
  5 Ausgleichskegelräder
  6 Ausgleichsbolzen
  7 Achskegelrad links
 71 Hohlwelle links
  8 Achskegelrad rechts
 81 Hohlwelle rechts
  9 Steckwelle links
 91 Stirnfläche von 9
 10 Steckwelle rechts
101 Stirnfläche
 11 Differentialsperre links
111 Druckplatte
 12 Differentialsperre rechts
112 Druckplatte
 13 Achskegelrollenlager links
 14 Achskegelrollenlager rechts
 15 Gehäusezwischenwand links
151 Ölableitungskanal links
 16 Gehäusezwischenwand rechts
161 Ölableitungskanal rechts
 17 Achsgehäusemittelstück
 18 Bremslamellenpaket links
 19 Bremslamellenpaket rechts
 20 Differentialsperrkolben links
201 Druckleitung
202 Axiallager
 21 Differentialsperrkolben rechts
211 Druckleitung
212 Axiallager
 22 Bremslamellenträger links
221 Sicherungsring
222 Sicherungsring
 23 Bremslamellenträger rechts
231 Sicherungsring
232 Sicherungsring
 24 Bremskolben links
241 Bremskolben-Druckplatte
242 Druckleitung
 25 Bremskolben rechts
251 Bremskolben-Druckplatte rechts
252 Druckleitung
 26 Achsrohr links
 27 Achsrohr rechts
 28 Bremsensteuerung
 29 Bremstrittplatte
 30 Lenkung
 31 Radsensorabgriff links
 32 Radsensorabgriff rechts
 33 Pumpe

Claims (7)

1. Achsbaugruppe mit gemeinsam betätigbarer Differentialsperre und Bremse,

• - worin die Differentialsperre (11, 12) unabhängig von den Bremslamellenpaketen (18, 19) betätigbar ist,
• - und deren Lamellenpakekte (11, 12 und 18, 19) im gleichen Baugruppengehäuse untergebracht sind.

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Achsbaugruppe (1) einer angetriebenen Lenkachse zugehört und axial zwischen einem Differentialgehäuse (4) und einem jeweils zugeordneten Achskegelrad (7, 8) je ein mit seinem Umfang gegen das Differentialgehäuse (4) abgestütztes und bei Drehmomentendifferenzen selbsttätig aktiviertes Differentialsperrenlamellenpaket (11, 12) beidseitig eines Achsgetriebes (2) aufweist
• - und daß ebenfalls beidseitig des Achsgetriebes (2), jedoch radseitig vor je einer ein Achskegelrollenlager (13, 14) stützenden Gehäusezwischenwand (15, 16) Bremslamellenpakete (18, 19) angebaut sind, die am Umfang in Drehrichtung abgestützt sind, wobei die Innenlamellen der Bremslamellenpakete (18, 19) jeweils auf einer mit den zugeordneten Achskegelrädern (7 bzw. 8) umlaufenden Hohlwelle (71, 81) bzw. von dieser getragenen Bremslamellenträgern (22, 23) geführt sind
• - und wobei die Hohlwelle (71, 81) außen- und innenverzahnt und gegenüber der jeweils mit ihr in Eingriff befindlichen Steckwelle (9, 10) begrenzt axial verschieblich ist
• - und daß die Lamellenpakete (11, 12, 18, 19) einzeln oder gemeinsam sowohl gleichzeitig als auch zeitversetzt und individuell dosierbar ansteuerbar sind.

2. Achsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hohlwellen (71, 81) jeweils radial innerhalb eines in einer axial zwischen Bremse (18 bzw. 19) und Differentialsperre (11 bzw. 12) angeordneten Gehäusezwischenwand (15, 16) geführten Hydraulikkolbens (20 bzw. 21) zur Betätigung der Differentialsperre (11 bzw. 12) angeordnet sind
• - und daß das zugeordnete Achskegelrad (7 bzw. 8) sowohl durch Verzahnungsspreizkräfte als auch durch den Hydraulikdruck gegen das Differentialsperren- Lamellenpaket (11 bzw. 12) anpreßbar ist,
• - das sich dabei gegen eine Innenstirnwand des im Achsgetriebe (2) mittels Achskegelrollenlagern (13 bzw. 14) drehbar geführten Differentialgehäuses (4) anlehnt.

3. Achsbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslamellenpakete (18, 19) unabhängig von der ihre Innenlamellen führenden Hohlwelle (71 bzw. 81) gegen die Gehäusezwischenwand (15 bzw. 16) differentialseitig mittels eines auf der jeweiligen Radseite im Achsgehäusemantel (26 bzw. 27) geführten Bremsdruck-Ringkolbens (24 bzw. 25) anpreßbar sind.

4. Achsbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der die Innenlamellen der Bremse (18, 19) in Drehrichtung abstützende Bremslamellenträger (22 bzw. 23) auf der Hohlwelle (71 bzw. 81) befestigt und gegenüber dieser ringscheibenförmig im Außendurchmesser vergrößert ist,
• - und daß dem Bremslamellenträger (22 bzw. 23) differentialseitig ein Axiallager (202 bzw. 212) zur Aufnahme der Differentialsperrenbetätigungskraft aus dem ersten Differentialsperren-Ringkolben (20 bzw. 21) zugeordnet ist.

5. Achsbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsgehäuse (26, 27) im Bereich außerhalb des Bremslamellenpaketes (18, 19) und radial innerhalb der Gehäusezwischenwand (15, 16) mit Ölableitungskanälen (151 bzw. 161) vom Bremslamellenpaket (18 bzw. 19) zum jeweiligen Achskegelrollenlager (13 bzw. 14) am Differentialgehäuse (4) versehen ist.

6. Achsbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslamellenpakete (18 bzw. 19) zwischen wahlweise direkt miteinander verbindbaren Flanschen des Achsgehäuses (26, 27) und des Achsgehäusemittelstückes (17) durch Zwischenflansche umhüllt sind, die Gehäusezwischenwände (15, 16) darstellen.