WO2014063729A1

WO2014063729A1 - Fahrgetriebe mit bremse

Info

Publication number: WO2014063729A1
Application number: PCT/EP2012/071059
Authority: WO
Inventors: Albert Pfeiffer; Roland Hartmann
Original assignee: Zollern Gmbh & Co.Kg
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-01

Abstract

Fahrgetriebe zur Anordnung an einem Rad eines Fahrzeugs, umfassend: a) ein Getriebegehäuse (1) und ein Abtriebsgehäuse (10), welches relativ zu dem Getriebegehäuse (1) drehbar ist, b) eine Antriebswelle (2), die relativ zu dem Getriebegehäuse (1) um die gleiche Drehachse drehbar ist wie das Abtriebsgehäuse (10), c) wobei zwischen dem Abtriebsgehäuse (10) und der Antriebswelle (2) wenigstens eine Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) angeordnet ist, welche die Eingangsdrehzahl des Getriebes, welche die Antriebswelle (2) relativ zu dem Getriebegehäuse (1) ausführt, zu dem Abtriebsgehäuse (10) hin untersetzt, so dass das Abtriebsgehäuse (10) eine geringere Drehzahl relativ zu dem Getriebegehäuse (1) als die Antriebswelle (2) ausführt, und d) eine Bremseinrichtung (13a, 13b),wobei e) die Bremseinrichtung (13a, 13b) als Betriebsbremse ausgelegt ist, so dass eine Drehung des Abtriebsgehäuses (10) relativ zu dem Getriebegehäuse (1) während des Betriebs abbremsbar ist.

Description

Fahrgetriebe mit Bremse

Die Erfindung betrifft ein Fahrgetriebe mit einer Bremse, die eine Betriebsbremsfunktion und vorzugsweise auch eine Haltebremsfunktion besitzt. Das Fahrgetriebe ist vorzugsweise an einer Felge eines Rades befestigt. Das Getriebe kann ein Radnabengetriebe sein, das an einem Rad (Antriebsrad) eines z. B. gummibereiften Transportfahrzeugs oder eine Fahrkette antreibenden Rads befestigt oder darin integriert ist.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrgetriebe zur Anordnung an einem Rad eines Fahrzeugs bereits bekannt. Z. B. wird in Figur 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrgetriebe dargestellt, das ein Lagergehäuse 1 aufweist, welches insbesondere um die Rotationsachse einer Antriebswelle 2 verdrehsicher an einem Fahrzeug befestigt ist. An dem Lagergehäuse 1 ist ein Abtriebsgehäuse 10 mit Hilfe von Drehlagern 11, 12 um die Drehachse der Antriebswelle 2 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 2 ist antriebsseitig mit einem Motor gekoppelt, und abtriebsseitig mit einem Sonnenrad 3 einer ersten Planetenstufe 3, 4, 5 drehfest verbunden, wobei der Planetenträger 6 der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 ein Sonnenrad 7 einer zweiten Planetenstufe 7, 8, 9 bildet. Die Drehachse des Planetenrades 8 der zweiten Plantetenstufe 7, 8, 9 wird von dem Lagergehäuse 1 gebildet. Das Hohlrad 5 der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 und das Hohlrad 9 der zweiten Planetenstufe 7, 8, 9 sind drehfest an dem Abtriebsgehäuse 10 angeordnet. Eine Drehung der Antriebswelle 2 relativ zu dem Lagergehäuse 1 bewirkt mit Hilfe der ersten und zweiten Planetenstufen 3, 4, 5; 7, 8, 9, dass sich das Abtriebsgehäuse 10 mit einer geringeren Drehzahl relativ zu dem Lagergehäuse 1 als die Antriebswelle 2 dreht. Diese Drehzahlverringerung bewirkt eine Drehmomenterhöhung an dem Abtriebsgehäuse 10 im Vergleich zur Antriebswelle 2. Das aus dem Stand der Technik bekannte Getriebe aus Figur 1 weist eine Bremseinrichtung 13 a, 13b auf, die als Lamellenbremse ausgestaltet ist, deren erste Lamellen 13a drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden sind und deren zweite Lamellen 13b drehfest mit dem Lagergehäuse 1 verbunden sind. Die Bremseinrichtung 13a, 13b ist als Haltebremse ausgestaltet, die im Stillstand des Getriebes mit Hilfe eines Druckkörpers 14 oder Kolbens betätigt wird und somit eine Drehung der Antriebswelle 2 und des Abtriebsgehäuses 10 verhindert. Die Bremseinrichtung 13a, 13b ist als Federspeicherbremse ausgestaltet, welche die Lamellen 13a, 13b mittels einer vorgespannten Feder 15 gegeneinander drückt, sofern eine Druckkammer 16 unbedruckt ist. Wird die Druckkammer 16 bedruckt, wird die Feder 15 komprimiert, und der Druckkörper 14 von den Lamellen 13 a, 13b wegbewegt, so dass die Lamellen 13 a, 13b nicht mehr gegeneinander gedrückt werden. Die Antriebswelle 2 kann dann relativ zu dem Lagergehäuse 1 verdreht werden.

Die Haltebremse des Getriebes aus Figur 1 hat den Nachteil, dass sie aufgrund der verhältnismäßig hohen Drehzahl der Antriebswelle 2 relativ zu dem Lagergehäuse 1 das Getriebe lediglich im Stillstand bremsen kann.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrgetriebe mit einem erweiterten Anwendungsspektrum bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Die Erfindung geht von einem Fahrgetriebe zur Anordnung an einem Rad eines Fahrzeugs aus. Das Fahrgetriebe ist somit an einem Rad eines Fahrzeugs anordenbar. Bei dem Fahrzeug kann es sich zum Beispiel um ein ICraftfahrzeug, insbesondere ein gummibereiftes oder kettengetriebenes Kraftfahrzeug handeln. Das Fahrgetriebe kann auch als Achs- oder Nabengetriebe bezeichnet werden. Das Fahrgetriebe umfasst ein auch als Lagergehäuse bezeichnetes Getriebegehäuse und ein Abtriebsgehäuse, welches relativ zu dem Getriebegehäuse um eine Drehachse drehbar ist. Insbesondere weil das Abtriebsgehäuse vorzugsweise drehbar an dem Getriebegehäuse abgestützt ist, kann letzteres auch als Lagergehäuse bezeichnet werden. Das Getriebegehäuse und/oder das Abtriebsgehäuse können jeweils topfförmig ausgestaltet sein. Das Fahrgetriebe umfasst ferner eine Antriebswelle, die relativ zu dem Getriebegehäuse um die gleiche Drehachse wie das Abtriebsgehäuse drehbar ist. Die Antriebswelle und das Abtriebsgehäuse stehen vorzugsweise in einem festen Drehzahl- oder Untersetzungsverhältnis zueinander. Vorzugsweise bildet das Getriebegehäuse eine Durchführung für die Antriebswelle, insbesondere durch den Boden des topfförmigen Getriebegehäuses. Die Antriebswelle kann drehbar an dem Getriebegehäuse abgestützt sein. Das Getriebegehäuse kann eine Drehlagerung für die Antriebswelle bilden oder aufnehmen. Die Antriebswelle ragt vorzugsweise aus dem Boden des topfförmigen Getriebegehäuses heraus und kann zum Beispiel Mittel, wie z. B. eine Kupplung, aufweisen, mit denen die Antriebswelle mit einem Motor oder einem weiteren Teil eines Antriebsstrangs, der vom Motor zu dem Fahrgetriebe führt, verbunden werden kann oder verbindbar ist.

Zwischen dem Abtriebsgehäuse und der Antriebswelle, die auch als Eingangswelle bezeichnet werden kann, ist wenigstens eine Planetenstufe, insbesondere eine einzige, zwei, drei oder noch mehr Planetenstufen, angeordnet. Die mindestens eine Planentenstufe bewirkt, dass die Eingangsdrehzahl des Getriebes, das heißt die Drehzahl, welche die Antriebswelle relativ zu dem Getriebegehäuse ausführt, zu dem Abtriebsgehäuse hin untersetzt wird. Somit ist die Ausgangsdrehzahl des Getriebes, welche das Abtriebsgehäuse relativ zu dem Getriebegehäuse ausführt, geringer als die Eingangsdrehzahl des Getriebes. Das Abtriebsgehäuse kann konzentrisch um die Antriebswelle angeordnet sein.

Antriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe ist die Antriebswelle angeordnet. Abtriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe, insbesondere einer ersten Planetenstufe, sind das Abtriebsgehäuse und/oder das Getriebegehäuse angeordnet. Die von dem Motor auf die Antriebswelle übertragene Eingangsdrehzahl wird somit über die mindestens eine Planetenstufe zu dem Abtriebsgehäuse hin untersetzt.

Das Fahrgetriebe umfasst eine Bremseinrichtung, die als Betriebsbremse ausgelegt ist, sodass eine Drehung des Abtriebsgehäuses relativ zu dem Getriebegehäuse während des Betriebs oder des Laufs des Getriebes abbremsbar ist. Die bisher bekannten Fahrgetriebe sind mit einer Haltebremse ausgestattet, das heißt mit einer Bremse, die das Getriebe nicht während des Betriebes oder Laufs abbremst, sondern lediglich während des Stillstands des Getriebes feststellt. Durch die erfindungsgemäße Bremseinrichtung lässt sich das Verwendungsspektrum des Fahrgetriebes erweitern, da die Bremseinrichtung neben dem, dass sie als Betriebsbremse ausgelegt ist, auch als Halte- oder Feststellbremse verwendet werden kann. In bevorzugten Ausführungen kann die Bremseinrichtung an zwei Teilen befestigt sein, die sich insbesondere während des Betriebs oder Laufs relativ zueinander mit einer geringeren Drehzahl drehen als sich die Antriebswelle relativ zu dem Getriebegehäuse dreht. Diese Anordnung der Bremseinrichtung ist vorteilhaft insbesondere auch ohne Einschränkung auf eine Betriebsbremse, so dass sich die Anmelderin vorbehält diese Anordnung auf Basis der Merkmale a) bis d) des Anspruchs 1 weiterzuverfolgen. Im Vergleich zu der Antriebswelle wird durch die geringere Drehzahl zwischen den zwei Teilen eine Drehmomenterhöhung bewirkt. Durch das große Drehmoment und die kleine Drehzahl kann die Bremse thermisch als Betriebsbremse ausgelegt werden, wobei eine kompakte Bauform beibehalten werden kann.

Die wenigstens eine Planetenstufe kann bevorzugt eine erste Planetenstufe umfassen, wobei ein Sonnenrad der ersten Planetenstufe drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist und die Bremseinrichtung abtriebsseitig der ersten Planetenstufe, insbesondere kinematisch, zwischen der ersten Planetenstufe und dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Durch die Anordnung der Bremseinrichtung abtriebsseitig der ersten Planetenstufe lässt sich vorteilhaft erreichen, dass zwei Teile mit einer geringeren Drehzahl relativ zueinander drehen als sich die Antriebswelle relativ zu dem Getriebegehäuse dreht. Optional kann eine weitere, insbesondere eine zweite oder sogar eine dritte Planetenstufe vorgesehen sein, wobei die weitere Planetenstufe abtriebsseitig der ersten Planetenstufe angeordnet sein kann. Zum Beispiel kann die zweite Planetenstufe abtriebsseitig der ersten Planetenstufe angeordnet sein. Ist eine dritte Planetenstufe vorhanden, kann die dritte Planetenstufe abtriebsseitig der zweiten Planetenstufe angeordnet sein. Folglich kann die Bremseinrichtung abtriebsseitig der zweiten Planetenstufe oder abtriebsseitig der dritten Planetenstufe, insbesondere kinematisch zwischen der zweiten oder dritten Planetenstufe und dem Getriebegehäuse, angeordnet sein. Durch die zweite oder dritte Planetenstufe lassen sich die Drehzahl zwischen den zwei Teilen noch weiter verringern und das Drehmoment erhöhen, wodurch die Wärmeentwicklung in der als Betriebsbremse ausgelegten Bremse noch weiter verringert werden kann.

In einer bevorzugten Ausführung kann die Bremseinrichtung abtriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe und kinematisch zwischen dem Planetenträger, der mindestens einen Planetenstufe, z. B. der ersten, zweiten oder dritten Planetenstufe, und dem Getriebegehäuse angeordnet sein. Mithin kann es sich bei den zwei relativ zueinander drehenden Teilen um das Getriebegehäuse und den Planetenträger der ersten, zweiten oder dritten Planetenstufe handeln.

In einer alternativen Ausführung kann die Bremseinrichtung abtriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe vorzugsweise kinematisch zwischen dem Getriebegehäuse und dem Abtriebsgehäuse angeordnet sein. Mithin kann es sich bei den zwei relativ zueinander drehenden Teilen, an denen die Bremseinrichtung befestigt ist, um das Getriebegehäuse und um das Abtriebsgehäuse handeln.

Vorteilhaft kann die Bremseinrichtung eine Lamellenbremse sein. Die Lamellenbremse umfasst erste Lamellen und zweite Lamellen, wobei die zweiten Lamellen drehfest mit einem der sich relativ zueinander drehenden Teile verbunden sind, wie zum Beispiel mit dem Getriebegehäuse. Die ersten Lamellen können drehfest mit dem anderen der sich relativ zueinander drehenden Teile verbunden sein, wie zum Beispiel mit dem Abtriebsgehäuse oder dem Planetenträger der wenigstens einen Planetenstufe, insbesondere der ersten, zweiten oder dritten Planetenstufe. Die Bremseinrichtung umfasst mehrere erste Lamellen und mehrere zweite Lamellen, wobei die ersten und zweiten Lamellen abwechselnd angeordnet sind, sodass eine erste Lamelle zwischen zwei zweiten Lamellen berührend angeordnet ist und eine zweite Lamelle zwischen zwei ersten Lamellen berührend angeordnet ist. Die ersten und zweiten Lamellen sind wie gesagt drehfest mit dem jeweiligen Teil verbunden, aber vorzugsweise zu dem Teil, an dem sie befestigt oder mit dem sie verbunden sind, axial verschiebbar. Die Lamellen sind vorzugsweise ringförmig um die Antriebswelle oder die Drehachse, um die sich die Antriebswelle dreht, insbesondere konzentrisch angeordnet. Durch die so erzielte kompakte Bauform ist die Lamellenerwärmung bei unterschiedlichen Außentemperaturen und bei Kaltstart gleichmäßiger und schneller. Hierdurch ergibt sich eine kleinere temperaturbedingte Reibwertschwankung und somit ein besseres Regelverhalten der Bremseinrichtung. Die Lamellen können in einem Schmiermittel laufen, wie zum Beispiel in einem Ölbad, sodass eine verbesserte Wärmeabfuhr gegeben ist und die Wärme an andere Bauteile verteilt wird. Durch die vorhandenen Teile des Fahrgetriebes und das Öl steht ein großer Wärmespeicher zur Verfügung. Durch das Ölbad ist ein geringerer Verschleiß der Reibbeläge der Lamellen gegeben. Mithin lässt sich eine wartungsarme Bremseinrichtung realisieren. Ferner ist der Bremsenaufbau einfach gestaltet, da keine Zusatzkomponenten, wie zum Beispiel ein Bremssattel oder dergleichen befestigt werden müssen. Durch die Integration der Bremseinrichtung in das Fahrgetriebe lässt sich die Bremse abdichten, sodass sie gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Verschmutzung geschützt ist.

Die Lamellenbremse umfasst ferner ein elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenes Druckstück, insbesondere einen Druckkolben, mittels dem die Lamellen gegeneinander gepresst werden können. Das Druckstück ist vorzugsweise in dem Getriebegehäuse angeordnet, insbesondere um die Drehachse der Antriebswelle drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden oder an dem Getriebegehäuse gelagert. Durch das Aufeinanderpressen der Lamellen wird eine Bremswirkung der Bremseinrichtung erzielt. Abhängig von der Anpresskraft der Druckstücks auf die Lamellen kann die Stärke der Bremswirkung variiert werden. Das Fahrgetriebe kann zum Beispiel einen Anschluss aufweisen, mit dem es an die Betriebsbremsanlage eines Fahrzeugs anschließbar ist. Der Anschluss ist so mit dem Druckstück gekoppelt, dass die Anpresskraft des Druckstücks auf die Lamellen steuerbar und/oder regelbar ist.

Vorzugsweise wird das Druckstück mittels einer Feder, insbesondere einer mechanischen Feder, wie zum Beispiel einer Wendelfeder gegen die Lamellen gedrückt, wodurch die Lamellen aufeinander gepresst werden. Die Feder ist so ausgelegt, dass sie eine so hohe Kraft auf die Lamellen ausübt, dass das Getriebe stillsteht oder zum Stillstand kommt. Die Anpresskraft, welche die Feder auf die Lamellen ausübt, kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch verringerbar sein, wodurch die Bremse geöffnet wird. Bei Ausfall der elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung bewirkt die Feder, dass die Bremse bremst. Somit ist eine Sicherheitseinrichtung gegeben. Eine solche Sicherheitseinrichtung wird oftmals auch als Federspeicher bezeichnet. Zum Beispiel kann eine Druckkammer vorgesehen sein, die hydraulisch oder pneumatisch bedruckbar ist und von dem Druckstück oder dem Kolben zumindest teilweise gebildet wird, wodurch mittels Bedruckung der Druckkammer das Druckstück gegen die Kraft der Feder verschiebbar ist oder auf das Druckstück eine der Federkraft entgegenwirkende, vorzugsweise variable, Kraft ausgeübt wird. In bevorzugten Ausfuhrungen kann sich das Abtriebsgehäuse mittels wenigstens eines Drehlagers, wie zum Beispiel eines ersten und zweiten Drehlagers an dem Getriebegehäuse drehbar abstützen. Zum Beispiel kann das zwischen dem Abtriebsgehäuse und dem Getriebegehäuse angeordnete Drehlager ein Wälzlager sein.

Die Bremseinrichtung kann bezogen auf die Radiale auf die Drehachse, um die sich die Antriebswelle dreht, zwischen dem mindestens einen Drehlager, mit dem sich das Abtriebsgehäuse an dem Getriebegehäuse abstützt und der Antriebswelle oder dem Planetenträger der mindestens einen Planetenstufe angeordnet sein. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Bauform der Bremseinrichtung erreichen, wobei sich das Abtriebsgehäuse an einem relativ großen Durchmesser des Lagergehäuses abstützt, wodurch eine Abstützung besonders stabil ist.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann das mindestens eine Drehlager bezogen auf die Radiale auf die Drehachse, um die sich die Antriebswelle dreht, zwischen der Bremseinrichtung und der Antriebswelle angeordnet sein. Hierdurch lässt sich der Durchmesser der Bremseinrichtung unter Beibehaltung der kompakten Bauform des Fahrgetriebes erhöhen, wobei der erhöhte Durchmesser für ein erhöhtes Bremsmoment sorgt, wodurch die Bremse an sich Platz sparender auslegbar ist.

Das Druckstück ist hinsichtlich einer Drehbarkeit um die Antriebswelle ortsfest an dem Getriebegehäuse angeordnet. Insbesondere ist das Druckstück entlang, insbesondere parallel zu aber beabstandet von der Drehachse relativ zu dem Getriebegehäuse verschiebbar. Das Fahrgetriebe kann als Nabengetriebe für ein auf einem Untergrund abrollendes Rad oder ein Kettenrad ausgestaltet sein. Insbesondere kann das Abtriebsgehäuse angepasst sein, an der Felge eines Rads befestigt zu werden, insbesondere angeschraubt zu werden. Alternativ kann das Abtriebsgehäuse die Felge des Rads bilden. Auf der Felge des Rads kann eine Gummibereifung, wie zum Beispiel Vollgummi oder eine aufblasbare Gummibereifung angeordnet sein. Der Vorteil eines zum Beispiel an die Felge angeschraubten Fahrgetriebes besteht darin, dass die Felge auf einfache Weise gewechselt werden kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführung kann das Fahrgetriebe eine ersten Planetenstufe und eine zweite Planetenstufe aufweisen. Das Hohlrad der ersten Planetenstufe und/oder das Hohlrad der zweiten Planetenstufe können drehfest mit dem Abtriebsgehäuse verbunden sein oder an dem Abtriebsgehäuse angeordnet sein. Der Planetenträger der ersten Planetenstufe kann zum Beispiel drehfest mit dem Sonnenrad der zweiten Planetenstufe verbunden sein oder das Sonnenrad der zweiten Planetenstufe bilden. Der Planetenträger der zweiten Planetenstufe kann vorzugsweise drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden sein oder von dem Getriebegehäuse gebildet werden. Durch eine solche Anordnung wird ein Koppelgetriebe gebildet, das die Drehzahl der Antriebswelle besonders vorteilhaft herabsetzt und das Drehmoment folglich erhöht, wodurch die Bremseinrichtung besonders vorteilhaft abtriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe angeordnet werden kann.

Die Erfindung wurde anhand mehrerer bevorzugter Ausführungen beschrieben. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungen anhand von Figuren beschrieben. Die dabei offenbarten Merkmale bilden den Gegenstand des Anspruchs einzeln und in jeglicher Merkmalskombination, insbesondere auch mit den vorher genannten Merkmalen, vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Figur 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrgetriebe,

Figur 2a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrgetriebes mit einem einfachwirkenden Zylinder,

Figur 2b eine Variante der ersten Ausführungsform mit einem doppeltwirkenden

Zylinder,

Figur 3 a eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrgetriebes mit einem einfachwirkenden Zylinder und

Figur 3b eine Variante der zweiten Ausführungsform mit einem doppeltwirkenden

Zylinder.

In den Figuren 2a,b und 3a,b werden verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fahrgetriebes offenbart. Wie aus den Figuren 2a,b und 3a,b erkennbar ist, umfasst das Fahrgetriebe ein Getriebegehäuse 1, das auch als Lagergehäuse bezeichnet werden kann, und ein Abtriebsgehäuse 10, welches sich mittels einem ersten Drehlager 1 1 und einem zweiten Drehlager 12 drehbar an insbesondere einer Seitenwand des vorzugsweise topfförmigen Getriebegehäuses 1 abstützt. Durch den Boden des Getriebegehäuses 1 ragt eine Antriebswelle 2, die an oder in dem Getriebegehäuse 1 drehbar gelagert ist. Antriebsseitig der Antriebswelle 2 kann ein Motor oder ein zu dem Motor führender Antriebsstrang insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Transportfahrzeugs befestigt werden. Abtriebsseitig ist an der Antriebswelle 2 ein Sonnenrad 3 einer ersten Planetenstufe 3, 4, 5 angeordnet, das in Bezug auf die Antriebswelle 2 drehfest ist. Die erste Planetenstufe 3, 4, 5 weist Planetenräder 4, die an einem Planetenträger 6 der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 angeordnet sind und ein Hohlrad 5 auf, welches drehfest an dem Abtriebsgehäuse 10 befestigt ist. Die Planetenräder 4 kämmen sowohl mit dem Sonnenrad 3 als auch mit dem Hohlrad 5. Der Planetenträger 6 stützt sich an der Antriebswelle 2 drehbar ab. Der Planetenträger 6 bildet ein Sonnenrad 7 einer zweiten Planetenstufe 7, 8, 9, die ein Hohlrad 9, das drehfest an dem Abtriebsgehäuse 10 befestigt ist, und Planetenräder 8 aufweist, die mit dem Sonnenrad 7 und dem Hohlrad 9 kämmen. Die Planetenräder 8 sind an einem Planetenträger der zweiten Planetenstufe 7, 8, 9 drehbar gelagert. Die Planetenräder 8 sitzen jeweils auf einer Drehachse, um die sie drehbar sind, wobei die jeweiligen Drehachsen in Bezug auf das Getriebegehäuse 1 ortfest sind. Der Planetenträger der zweiten Planetenstufe 7, 8, 9 ist an dem Getriebegehäuse 1 drehfest angeordnet.

Durch die Anordnung der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 und der zweiten Planetenstufe 7, 8, 9 wird die Eingangsdrehzahl des Fahrgetriebes, d. h. die Drehzahl der Abtriebswelle 2 relativ zu dem Gehäuse 1 zu dem Abtriebsgehäuse 10 hin untersetzt, so dass die Ausgangsdrehzahl, die das Abtriebsgehäuse 10 relativ zu dem Getriebegehäuse 1 ausführt, geringer als die Eingangsdrehzahl ist. Aufgrund der verringerten Drehzahl erhöht sich das Drehmoment entsprechend.

Die zweite Planetenstufe 7, 8, 9 ist abtriebsseitig der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 angeordnet. Die Antriebswelle 2 ist antriebsseitig der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 angeordnet.

Das Lagergehäuse 10 ist in ein Rad 17, 18 eines Fahrzeugs integriert. Das Rad 17, 18 weist eine Felge 18 und eine Gummibereifung 17 auf, welche über den äußeren Umfang der Felge 18 angeordnet ist. Das Abtriebsgehäuse 10 ist angepasst, mit der Felge 18 verbunden zu werden. Für die Verbindung können Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben verwendet werden, welche das Abtriebsgehäuse 10 mit der Felge 18 verbinden. Das Rad 17, 18 rollt auf einem Untergrund oder einer Fahrbahn 19 ab. Das Getriebegehäuse 1 ist, wenn es in das Fahrzeug eingebaut ist, so mit dem Fahrzeug verbunden, dass es um die Drehachse, um die die Antriebswelle 2 drehbar ist, in Bezug auf das Fahrzeug oder den Fahrzeugrahmen verdrehgesichert ist. Das Fahrgetriebe weist eine Bremseinrichtung 13a, 13b auf, die als Lamellenbremse ausgestaltet ist und als Betriebsbremse verwendbar ist, d. h., dass die Bremse so ausgelegt ist, dass sie das Fahrgetriebe während des Betriebs abbremsen kann. Die Lamellenbremse weist erste Lamellen 13a und zweite Lamellen 13b auf, wobei die Lamellen 13a, 13b jeweils ringförmig und konzentrisch um die Drehachse der Antriebswelle 2 angeordnet sind. Entlang der Längsachse 2 sind erste Lamellen 13a und zweite Lamellen 13b abwechselnd angeordnet, so dass zwischen zwei ersten Lamellen 13a eine zweite Lamelle 13b und zwischen zwei zweiten Lamellen 13b eine erste Lamelle 13a angeordnet ist. Die Lamellen 13a, 13b sind entlang der Drehachse der Antriebswelle 2 axial verschiebbar. Hierdurch können die Lamellen 13a, 13b mit einer gewünschten Anpresskraft gegeneinander gedrückt werden, so dass zwischen den ersten Lamellen 13a und den zweiten Lamellen 13b eine Reibkraft oder ein Reibmoment in gewünschter Höhe einstellbar ist.

Die Anpresskraft, mit denen die Lamellen 13 a, 13b gegeneinander gedrückt werden, wird mittels eines Druckkörpers 14, der als Druckkolben ausgestaltet ist und auch als Druckstück bezeichnet werden kann, aufgebracht. Der Druckkörper 14 ist entlang der Drehachse der Antriebswelle 2 relativ zu dem Gehäuse 1 axial verschiebbar und relativ zu dem Gehäuse 1 verdrehgesichert, insbesondere um die Drehachse der Antriebswelle 2 verdrehgesichert.

Der Druckkörper 14 kann z. B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch mit einer Kraft beaufschlagt werden, mit der der Druckkörper 14 die Lamellen 13 a, 13b gegeneinander drückt.

Die Bremseinrichtung in den Figuren 2b und 3b umfasst eine erste Druckkammer 16 und eine zweite Druckkammer 20, die jeweils mit Druckfluid, d.h. hydraulisch oder pneumatisch, bedruckbar sind. Um zu bremsen, d.h. die Lamellen 13a, 13b gegeneinander zu drücken bzw. den Druckkörper 14 zu den Lamellen 13 a, 13b hin zu verschieben, wird das Druckverhältnis zwischen dem Druck in der zweiten Druckkammer 20 und dem Druck in der ersten Druckkammer 16 verändert, insbesondere erhöht. Die aufgrund der Änderung des Druckverhältnisses bewirkte Kräftedifferenz drückt den Druckkörper 14 in Richtung oder gegen die Lamellen 13a, 13b oder erhöht die Anpresskraft, mit der die Lamellen 13a ,13b gegeneinander gedrückt werden.

Um die Bremse zu lösen oder die Bremswirkung zu verringern, d.h. den Anpressdruck der Lamellen 13 a, 13b zu verringern oder den Druckkörper 14 von den Lamellen 13 a, 13b weg zu verschieben, wird das Druckverhältnis zwischen dem Druck in der zweiten Druckkammer 20 und dem Druck in der ersten Druckkammer 16 verändert, insbesondere verringert. Die aufgrund der Änderung des Druckverhältnisses bewirkte Kräftedifferenz verringert die Anpresskraft, mit der die Lamellen 13a, 13b gegeneinander gedrückt werden, oder bewegt den Druckkörper 14 von den Lamellen 13a, 13b weg.

Das Druckverhältnis kann z.B. durch Betätigen des Bremspedals der Betriebsbremsanlage gesteuert werden. Vorzugsweise bildet der Druckkörper 14 eine verschiebbare Wand der ersten und/oder zweiten Druckkammer 16, 20. Die Wand kann zwischen der ersten Druckkammer 16 und der zweiten Druckkammer 20 angeordnet sein oder diese Druckammern voneinander trennen. Im Allgemeinen kann diese Ausführung des Druckkörpers 14 als doppeltwirkender Kolben bezeichnet werden.

Die Bremseinrichtung umfasst ferner eine vorgespannte Feder 15, welche den Druckkörper 14 mit einer zu den Lamellen 13a, 13b hin gerichteten Kraft beaufschlagt. Wenn die erste Druckkammer 16 mit dem Druckfluid bedruckt wird, wird der Druckkörper gegen die Kraft der Feder 15 verschoben. Wenn die zweite Druckkammer 20 bedruckt wird, wird hierdurch der Druckkörper 14 zusätzlich zu der Kraft der Feder gegen die Lamellen 13a, 13b gedrückt.

Die Ausführungen aus den Figuren 2a und 3a weisen den Druckkörper 14, die erste Druckkammer 16 und die Feder 15, jedoch nicht die zweite Druckkammer 20 der Ausführungen aus den Figuren 2b und 3b auf. In den in den Figuren 2a und 3a gezeigten Ausführungen wird der Druckkörper 14 nicht von einer zweiten Druckkammer 20 sondern von der vorgespannten Feder 15 mit einer Kraft beaufschlagt, welche zu den Lamellen 13 a, 13b hin gerichtet ist. Das Druckfluid übt auf den Druckkörper 14 eine Kraft aus, die der Kraft der vorgespannten Feder 15 entgegengesetzt ist. Durch entsprechende Einstellung des Drucks in der Druckkammer 16 kann die auf die Lamellen 13 a, 13b ausgeübte Anpresskraft des Druckkörpers 14 eingestellt werden, wodurch die Reibung zwischen den Lamellen 13a, 13b und somit die Bremswirkung der Bremseinrichtung 13a, 13b eingestellt werden kann. Die auf die Lamellen 13a, 13b durch den Druckkörper 14 ausgeübte Anpresskraft ergibt sich aus der Kraft der vorgespannten Feder abzüglich der durch das Druckfluid in der Druckkammer 16 auf den Druckkörper 14 ausgeübten Kraft.

Der Druck in der Druckkammer 16 kann z.B. durch Betätigen des Bremspedals der Betriebsbremsanlage gesteuert werden.

Durch die Anordnungen aus den Figuren 2a bis 3b ergibt sich der Vorteil, dass bei einem Defekt der Pneumatik oder Hydraulikleitung, welche die erste Druckkammer 16 mit dem Druckfluid versorgt, die Feder 15 den Druckkörper 14 so stark gegen die Lamellen 13 a, 13b drückt, dass das Fahrgetriebe bis zum Stillstand abgebremst wird.

Das Fahrgetriebe, insbesondere das Getriebegehäuse 1 kann vorteilhaft mindestens einen Anschluss für eine Fluidleitung, insbesondere eine Hydraulik- oder Pneumatikleitung aufweisen, der mit der Druckkammer 16 oder/und der Druckkammer 20 fluidführbar oder fluidführend verbunden ist, so dass der Druck in der Druckkammer 16, 20 über die Fahrzeugbremsanlage Steuer- oder regelbar ist, wodurch die Bremswirkung der Bremseinrichtung 13a, 13b einstellbar ist.

Das Fahrgetriebe kann z.B. einen Druckkörper 14 und einen weiteren Druckkörper 14 aufweisen, wobei die Druckkörper 14 an unterschiedliche Bremsanlagen des Fahrzeugs angeschlossen sein können. Einer der Druckkörper 14 kann z.B. mit der Betriebsbremsanlage gekoppelt sein oder werden, wobei ein anderer der Druckkörper 14 mit der Feststellbremsanlage des Fahrzeugs gekoppelt sein oder werden kann. Das Fahrgetriebe, insbesondere das Getriebegehäuse 1 kann hierfür vorteilhaft mindestens einen Anschluss für eine Fluidleitung der Betriebsbremsanlage, insbesondere eine Hydraulik- oder Pneumatikleitung, aufweisen, der mit der Druckkammer 16, 20 fluidführbar oder fluidführend verbunden ist, oder/und mindestens einen Anschluss für eine Fluidleitung der Feststellbremsanlage, insbesondere eine Hydraulik- oder Pneumatikleitung, aufweisen, der mit der weiteren Druckkammer 16, 20 fluidführbar oder fluidführend verbunden ist.

Bezugnehmend auf die Figuren 2a und 2b stützt sich das Abtriebsgehäuse 10 mit einem ersten Drehlager 11 und einem zweiten Drehlager 12 an dem Außenumfang des Getriebegehäuses 1 ab. Die Bremseinrichtung 13a, 13b ist bezogen auf die Radiale auf die Drehachse der Antriebswelle 2 insbesondere geometrisch zwischen den Drehlagern 11 , 12 und der Antriebswelle 2 und/oder dem Planetenträger 6 angeordnet. Die ersten Lamellen 13a sind mit dem Planetenträger 6 der ersten Planetenstufe 3, 4, 5 oder dem Sonnenrad 7 der zweiten Planetenstufe 7, 8, 9 verdrehgesichert aber insbesondere entlang der Antriebswelle 2 axial verschiebbar befestigt. Die zweiten Lamellen 13b sind an dem Getriebegehäuse 1 verdrehgesichert und insbesondere entlang der Antriebswelle 2 axial verschiebbar befestigt. Durch diese Anordnung ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau des Fahrgetriebes, wobei sich aufgrund der Abstützung des Antriebsgehäuses 10 am äußeren Umfang des Getriebegehäuses 1 eine verhältnismäßig stabile Anordnung ergibt.

Bezugnehmend auf die Figuren 3 a und 3b stützt sich das Abtriebsgehäuse 10 mit einem ersten Drehlager 11 und einem zweiten Drehlager 12 an dem Abschnitt des Getriebegehäuses 1 ab, der die Antriebswelle 2 führt oder lagert und der auch als Hohlwelle bezeichnet werden kann. Das erste und zweite Drehlager 11, 12 ist, bezogen auf die Radiale auf die Abtriebswelle 2 insbesondere geometrisch zwischen der Bremseinrichtung 13 a, 13b und der Abtriebswelle 2 oder dem als Hohlwelle gebildeten Abschnitt des Getriebegehäuses 1 angeordnet. Hierdurch kann der Durchmesser der Lamellen 13 a, 13b bei gleichem Kompaktheitsgrad des Fahrgetriebes vergrößert werden, wodurch die Bremse 13a, 13b eine noch bessere Bremswirkung entfaltet.

Die ersten Lamellen 13a sind verdrehfest und insbesondere entlang der Antriebswelle 2 axial verschiebbar an dem Abtriebsgehäuse 10 befestigt oder zumindest damit verbunden. Die zweiten Lamellen 13b sind drehfest und insbesondere entlang der Antriebswelle 2 axial verschiebbar an dem Getriebegehäuse 1 befestigt oder zumindest damit verbunden.

Bezugnehmend auf die Figuren 2a,b und 3a,b stützt sich der Planetenträger 6 drehbar an der Antriebswelle 2 ab. Durch die Anordnung der Bremseinrichtung 13 a, 13b, wie sie in den Figuren 2a,b und 3a,b beschrieben ist, kann die Bremseinrichtung 13a, 13b unter Beibehaltung der Kompaktheit des Fahrgetriebes als Betriebsbremse, welche es erlaubt, das Fahrgetriebe bis zum Stillstand herunter zu bremsen, ausgelegt werden. Ferner lässt diese Anordnung zu, dass die Bremseinrichtung 13 a, 13b einschließlich des Druckkörpers 14 innerhalb des Getriebegehäuses 1 angeordnet werden kann. Zudem lässt sich die Bremseinrichtung 13 a, 13b auch als Haltebremse verwenden. Dadurch, dass die Bremseinrichtung 13a, 13b, insbesondere die Lamellen 13a, 13b zwischen zwei Teilen angeordnet sind, die sich relativ zueinander langsamer drehen als sich die Antriebswelle 2 relativ zu dem Getriebegehäuse 1 dreht, wird erst ermöglicht, dass die Bremseinrichtung 13 a, 13b als Betriebsbremse ausgelegt werden kann, d. h. anders als die in Figur 1 gezeigte Bremseinrichtung 13 a, 13b die nur als Haltebremse ausgelegt werden kann, da die thermische Belastung auf die Bremseinrichtung 13a, 13b aufgrund der hohen Drehzahl der Antriebswelle 2 zu hoch wäre.

Bezugszeichenliste: Getriebegehäuse / Lagergehäuse

Eingangswelle / Antriebswelle

Sonnenrad

Planetenrad

Hohlrad

Planetenträger

Sonnenrad

Planetenrad

Hohlrad

Abtriebsgehäuse

Drehlager

a erste Lamellen

b zweite Lamellen

Druckkörper / Druckstück / Druckkolben Feder

(erste) Druckkammer

Reifen

Felge

Fahrbahn

zweite Druckkammer

Claims

Ansprüche

1. Fahrgetriebe zur Anordnung an einem Rad eines Fahrzeugs, umfassend:

a) ein Getriebegehäuse (1) und ein Abtriebsgehäuse (10), welches relativ zu dem Getriebegehäuse (1) drehbar ist,

b) eine Antriebswelle (2), die relativ zu dem Getriebegehäuse (1) um die gleiche Drehachse drehbar ist wie das Abtriebsgehäuse (10),

c) wobei zwischen dem Abtriebsgehäuse (10) und der Antriebswelle (2) wenigstens eine Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) angeordnet ist, welche die Eingangsdrehzahl des Getriebes, welche die Antriebswelle (2) relativ zu dem Getriebegehäuse (1) ausführt, zu dem Abtriebsgehäuse (10) hin untersetzt, so dass das Abtriebsgehäuse (10) eine geringere Drehzahl relativ zu dem Getriebegehäuse (1) als die Antriebswelle (2) ausführt, und

d) eine Bremseinrichtung (13a, 13b),

dadurch gekennzeichnet, dass

e) die Bremseinrichtung (13a, 13b) als Betriebsbremse ausgelegt ist, so dass eine Drehung des Abtriebsgehäuses (10) relativ zu dem Getriebegehäuse (1) während des Betriebs abbremsbar ist.

2. Fahrgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (13a, 13b) an zwei Teilen (1, 6; 1, 10) befestigt ist, die sich, insbesondere während des Betriebs, relativ zueinander mit einer geringeren Drehzahl drehen als sich die Antriebswelle (2) relativ zu dem Getriebegehäuse (1) dreht.

3. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) eine erste Planetenstufe (3, 4, 5) umfasst, wobei ein Sonnenrad (3) der ersten Planetenstufe (3, 4, 5) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist und die Bremseinrichtung (13a, 13b) abtriebsseitig der ersten Planetenstufe (3, 4, 5) und kinematisch zwischen der ersten Planetenstufe (3, 4, 5) und dem Getriebegehäuse (1) angeordnet ist.

4. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (13a, 13b) abtriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) und kinematisch zwischen dem Planetenträger der mindestens einen Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) und dem Getriebegehäuse (1) angeordnet ist.

5. Fahrgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (13a, 13b) abtriebsseitig der mindestens einen Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) und kinematisch zwischen dem Getriebegehäuse (1) und dem Abtriebsgehäuse (10) angeordnet ist.

6. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (10a, 10b) eine Lamellenbremse ist, die erste Lamellen (10a) und zweite Lamellen (10b) aufweist, wobei die zweiten Lamellen (10b) drehfest mit dem Getriebegehäuse (1) verbunden sind und die ersten Lamellen (10a) drehfest mit dem Abtriebsgehäuse (10) oder dem Planetenträger (7) der wenigstens einen Planetenstufe (3, 4, 5; 7, 8, 9) verbunden sind.

7. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung eine Lamellenbremse (10a, 10b) ist, wobei die Lamellen (10a, 10b) mittels eines Druckstücks (14) gegeneinander pressbar sind.

8. Fahrgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück mittels einer Feder, insbesondere einer mechanischen Feder, wie zum Beispiel einer Wendelfeder, die Lamellen (10a, 10b) aufeinander presst, wobei die Anpresskraft elektrisch hydraulisch oder pneumatisch verringerbar ist.

9. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsgehäuse (10) sich mittels wenigstens eines Drehlagers (11, 12) an dem Getriebegehäuse (1) drehbar abstützt.

10. Fahrgetriebe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (10a, 10b) bezogen auf die Radiale auf die Drehachse zwischen dem mindestens einen Drehlager (1 1, 12), mit dem sich das Abtriebsgehäuse (10) an dem Getriebegehäuse (1) abstützt, und der Antriebswelle (2) oder dem Planetenträger (6) angeordnet ist.

11. Fahrgetriebe nach dem vor vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Drehlager (1 1 , 12) bezogen auf die Radiale auf die Antriebswelle (2) zwischen der Bremseinrichtung (13a, 13b) und der Antriebswelle (2) angeordnet ist.

12. Fahrgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgetriebe als Nabengetriebe für ein auf einem Untergrund (19) abrollendes Rad oder ein Kettenrad ausgestaltet ist.

13. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsgehäuse (10) angepasst ist, an der Felge (18) eines Rads befestigt zu werden, insbesondere angeschraubt zu werden.

14. Fahrgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgetriebe eine erste Planetenstufe (3, 4, 5) und eine zweite Planetenstufe (7, 8, 9) aufweist, wobei das Hohlrad (5) der ersten Planetenstufe (3, 4, 5) und/oder das Hohlrad (9) der zweiten Planetenstufe (6, 7, 8, 9) drehfest mit dem Abtriebsgehäuse (10) verbunden ist, wobei der Planetenträger (6) der ersten Planetenstufe (3, 4, 5) das Sonnenrad (7) der zweiten Planetenstufe (7, 8, 9) bildet, wobei der Planetenträger der zweiten Planetenstufe (7, 8, 9) vorzugsweise drehfest mit dem Getriebegehäuse (1) verbunden ist oder von dem Getriebegehäuse (1) gebildet wird.