PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10206334C1 24.12.2003
Titel Kupplungsanordnung zum lösbaren Verbinden eines durch einen Hydromotor antreibbaren Rades eines Fahrzeugs mit der Abtriebswelle des Hydromotors
Anmelder Sauer-Danfoss Holding A/S, Nordborg, DK
Erfinder Larsen, Henning Lund, 6470 Sydals, DK;
Jessen, Christian, 6800 Varde, DK
Vertreter Patentanwälte Knoblauch und Knoblauch, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 14.02.2002
DE-Aktenzeichen 10206334
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.12.2003
IPC-Hauptklasse B60K 17/02
IPC-Nebenklasse F16D 65/32   F16D 11/02   
Zusammenfassung Es wird eine Kupplungsanordnung (11) angegeben zum lösbaren Verbinden eines durch einen Hydromotor antreibbaren Rades eines Fahrzeugs mit der Abtriebswelle (6) des Hydromotors, der eine hydraulisch lösbare, durch Federkraft auf die Abtriebswelle (6) wirkende Bremse aufweist, bei der das Rad um die Abtriebswelle (6) herum frei drehbar gelagert und über einen Mitnehmer (12), der lösbar mit dem Rad verbunden ist, mit der Abtriebswelle (6) verbunden ist.
Man möchte eine Kupplungsanordnung so verbessern, daß sie einfach und rasch eine Aufhebung der Bremswirkung auf das Rad ohne Öldruck ermöglicht.
Hierzu ist eine um die Achse der Abtriebswelle (6) verdrehbare Antriebseinrichtung (57) mit einem Umsetzungsgetriebe (64) vorgesehen, das eine Drehbewegung der Antriebseinrichtung (57) in eine Axialbewegung von Mitnehmer (12) und Rad relativ zueinander umsetzt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsanordnung zum lösbaren Verbinden eines durch einen Hydromotor antreibbaren Rades eines Fahrzeugs mit der Abtriebswelle des Hydromotors, der eine hydraulisch lösbare, durch Federkraft auf die Abtriebswelle wirkende Bremse aufweist, bei der das Rad über einen lösbar mit dem Rad verbundenen Mitnehmer mit der Abtriebswelle verbunden ist und das Rad, wenn die Verbindung zum Mitnehmer gelöst ist, frei drehbar um die Abtriebswelle gelagert ist nach dem deutschen Patent DE 101 29 997 C1.

Bei einer bekannten Kupplungsanordnung ist das Rad auf der Abtriebswelle lösbar aufgekeilt. Um das mit dem Rad versehene Fahrzeug anzuhalten, kann beispielsweise der Öldruck abgeschaltet werden, der den Hydromotor antreibt und gleichzeitig die Bremse gegen die Federkraft über einen Kolben im gelösten Zustand hält. Ohne den Öldruck wird die Bremse durch die Federkraft angezogen. Dabei wirkt die Federkraft über den Kolben und Bremslamellen auf die Abtriebswelle.

Wenn das Fahrzeug abgeschleppt oder manuell geschoben werden soll, aber der die Bremse lösende Öldruck nicht eingeschaltet werden kann oder soll, ist es bekannt, den Kolben durch Gewindebolzen gegen die Federkraft von den Bremslamellen zu entfernen. Die Gewindebolzen müssen jedoch gegen die Federkraft angezogen werden und sind schwer zugänglich. Das Lösen der Bremse ist daher schwierig und zeitaufwendig, zumal wenn jedes Rad des Fahrzeugs, wie üblich, durch einen eigenen derartigen Hydromotor mit eingebauter hydraulisch betätigbarer Bremse angetrieben wird.

DE 39 05 292 A1 zeigt eine Radantriebseinheit mit einer über Federn gespannten Lamellenbremse, die durch unter Druck stehendes Öl gelüftet ist.

DE 197 09 577 C2 beschreibt einen Einzelradantrieb mit einem Planetenradgetriebe, der eine Notlöseeinrichtung mit einer Feststellbremse aufweist, die beim Ausfall des fahrzeugeigenen Druckluftsystems ein Abschleppen ermöglicht.

US 4 540 073 zeigt eine Kupplungsanordnung zum lösbaren Verbinden eines durch einen Hydromotor antreibbaren Rades eines Fahrzeugs mit der Abtriebswelle des Hydromotors, der eine hydraulisch lösbare, durch Federkraft auf die Abtriebswelle wirkende Bremse aufweist. Um das mit dem Rad versehene Fahrzeug anzuhalten, kann der Öldruck abgeschaltet werden, der den Hydromotor antreibt und gleichzeitig die Bremse gegen die Federkraft über einen Kolben im gelösten Zustand hält. Ohne den Öldruck wird die Bremse durch die Federkraft angezogen. Dabei wirkt die Federkraft über den Kolben und Bremslamellen auf die Abtriebswelle.

Die nachveröffentlichte Offenlegungsschrift DE 100 39 161 A1 mit älterem Zeitrang beschreibt eine Anzeigevorrichtung für eine Notlöseeinrichtung für Federspeicherbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge.

DE 200 14 539 U1 zeigt eine Bremse mit kombinierter Notlöse- und Einstell-/Nachstellvorrichtung, bei der eine um die Achse der Antriebswelle verdrehbare Antriebseinrichtung in Form eines ersten Rampenringes, der mit einem zweiten Rampenring zusammenwirkt, mit Hilfe eines Umsetzungsgetriebes verstellt werden kann, das eine Drehbewegung des Rampenringes in eine Axialbewegung von Bremslamellen umsetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die einfach und rasch eine Aufhebung der Bremswirkung auf das Rad ohne Öldruck ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine um die Achse der Abtriebswelle verdrehbare Antriebseinrichtung mit einem Umsetzungsgetriebe vorgesehen ist, das eine Drehbewegung der Antriebseinrichtung in eine Axialbewegung von Mitnehmer und Rad relativ zueinander umsetzt.

Wenn die Bremse angezogen ist, z. B. aufgrund eines Ausfalls des Öldrucks bei einem Defekt in der Hydraulikanlage, und das Fahrzeug abgeschleppt oder geschoben werden soll, dann braucht bei dieser Lösung lediglich die Verbindung zwischen Mitnehmer und Rad gelöst zu werden. Das Rad kann sich dann frei auf der abgebremsten Abtriebswelle drehen. Das Rad und damit auch der Mitnehmer sind frei zugänglich. Der Mitnehmer kann daher einfach und rasch vom Rad gelöst werden. Das Lösen des Mitnehmers vom Rad erfolgt einfach dadurch, daß die Antriebseinrichtung über einen vorbestimmten Winkel um die Achse der Abtriebswelle verdreht wird. Eine Änderung der äußeren Form der Kupplungsanordnung ist daher nicht oder nur in geringem Maße erforderlich. Eine Verdrehbewegung läßt sich relativ einfach durchführen. Die Antriebseinrichtung weist ein Umsetzungsgetriebe auf, durch das die Drehbewegung der Antriebseinrichtung in eine Verlagerungsbewegung des Mitnehmers gegenüber dem Rad umgesetzt wird. Durch diese Verlagerungsbewegung wird die Verbindung zwischen dem Mitnehmer und dem Rad gelöst.

Vorzugsweise besteht zwischen Rad und Mitnehmer eine lösbare Formschlußverbindung. Eine Formschlußverbindung kann hohe Drehmomente übertragen und läßt sich auf einfache Weise als Verzahnung ausbilden.

Vorzugsweise weist das Umsetzungsgetriebe mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Schrägfläche auf, an der der Mitnehmer oder eine mit dem Mitnehmer zusammenwirkende Stößelanordnung anliegt. Die Schrägfläche ist dabei vorzugsweise an der Stirnseite der Antriebseinrichtung angeordnet, die dem Mitnehmer gegenüberliegt. Die Schrägfläche bildet eine Art Rampe. Wenn die Antriebseinrichtung gegenüber dem Mitnehmer verdreht wird, dann wird die Stößelanordnung durch die Keilwirkung der Schrägfläche axial verlagert. Da die Antriebseinrichtung gegenüber der Abtriebswelle axial festliegt, führt dies zu einer entsprechenden Verlagerung des Mitnehmers auf der Abtriebswelle, so daß der Mitnehmer mit dem Rad in oder außer Eingriff gebracht werden kann.

Vorzugsweise weist die Stößelanordnung mindestens eine Kugel auf, die an der Schrägfläche abrollt. Dies hält Reibungskräfte zwischen der Stößelanordnung und der Schrägfläche klein. Üblicherweise wird man mehrere Kugeln und mehrere Schrägflächen verwenden, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dies erleichtert es, die Antriebseinrichtung und den Mitnehmer parallel zueinander zu halten, auch wenn der Mitnehmer durch eine Verdrehung der Antriebseinrichtung axial verlagert wird.

Bevorzugterweise ist die Schrägfläche in einer Nut ausgebildet. Die Nut bildet dann eine seitliche Führung für die Kugeln, so daß die Kugeln sicher zwischen dem Mitnehmer und der Antriebseinrichtung gehalten werden.

Bevorzugterweise geht die Schrägfläche an einem Ende in einen parallel zum Mitnehmer verlaufenden Endabschnitt über. Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, daß die Antriebseinrichtung in dieser Endstellung verbleibt und nicht durch eine Kraft, die über die Schrägfläche und die Kugeln ein Drehmoment erzeugt, wieder in eine Position verdreht werden kann, in der beispielsweise der Mitnehmer und das Rad nicht mehr in Eingriff sind. Andererseits gestatten es die ebenen Endabschnitte, die Antriebseinrichtung ohne Überwindung eines nennenswerten Widerstandes in eine Position zurück zu verdrehen, in der der Mitnehmer und das Rad außer Eingriff stehen.

Bevorzugterweise weist die Antriebseinrichtung eine Trennfeder auf, deren Kraft so gerichtet ist, daß sie den Mitnehmer vom Rad trennt. Die Trennbewegung von Mitnehmer und Rad wird also über die Trennfeder bewirkt, während die entgegengesetzt gerichtete Bewegung, die zum Eingriff zwischen dem Rad und dem Mitnehmer führt, über die Antriebseinrichtung erzeugt wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Antriebseinrichtung tatsächlich nur in eine Richtung wirken muß. Die für die Rückstellung benötigten Kräfte werden über die Trennfeder aufgebracht.

Vorzugsweise weist die Antriebseinrichtung eine Anzeige auf, die die Stellung des Mitnehmers relativ zum Rad anzeigt. Eine Drehstellung der Antriebseinrichtung ist von außen normalerweise nicht ohne weiteres zu erkennen. Dies gilt vor allem dann, wenn die Antriebseinrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Um sicher zu sein, daß das Rad in oder außer Eingriff mit dem Mitnehmer ist, ist daher die Anzeige vorgesehen, die von außen deutlich erkennbar ist. Anhand der Anzeige kann die Bedienungsperson dann zuverlässig feststellen, ob die Verbindung zwischen der Abtriebsachse des Hydraulikmotors und dem Rad besteht oder unterbrochen ist.

Vorzugsweise weist die Anzeige ein gemeinsam mit dem Mitnehmer axial verlagerbares Anzeigeelement auf. Da es für die Beurteilung der Frage, ob eine Verbindung zwischen dem Rad und der Abtriebswelle besteht, hauptsächlich auf die Information über die axiale Position des Mitnehmers gegenüber dem Rad ankommt, ist dies eine relativ einfache Möglichkeit, die Anzeige zuverlässig zu bewirken. Das Anzeigeelement ist sozusagen eine axiale Verlängerung des Mitnehmers. Anhand der axialen Stellung des Anzeigeelements läßt sich die axiale Position des Mitnehmers ermitteln. Hierbei ist es durchaus zulässig, daß der Mitnehmer gegenüber dem Anzeigeelement verdrehbar ist. Gegebenenfalls können für die Endpositionen des Anzeigeelements Raststellungen auf dem Mitnehmer vorgesehen sein. Dies ist eine zusätzliche Sicherungsmaßnahme dagegen, daß sich der Mitnehmer versehentlich gegenüber der Antriebseinrichtung verdreht.

Vorzugsweise ist das Anzeigeelement zumindest teilweise durch eine Stirnseite der Antriebseinrichtung hindurchgeführt. Dies erleichtert es, die Position des Anzeigeelements optisch zu erfassen.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß das Anzeigeelement in der einen Endposition des Mitnehmers relativ zum Rad aus der Stirnseite vorsteht und in der anderen Endposition nicht. Man kann dann auf einfache Weise, aber mit einer hohen Zuverlässigkeit erkennen, ob sich der Mitnehmer und das Rad in einer Eingriffsposition befinden oder nicht.

Der Mitnehmer kann ringscheibenförmig ausgebildet und über eine Formschlußverbindung mit der Abtriebswelle verbunden sein.

Die Verbindung zwischen Abtriebswelle und Mitnehmer ist vorzugsweise eine lösbare Keil-Nut-Verbindung. Sie läßt sich dann ebenfalls auf einfache Weise herstellen. Gewünschtenfalls kann im Bedarfsfalle das Rad mitsamt dem Mitnehmer oder auch nur der Mitnehmer, wenn er lösbar mit dem Rad verbunden ist, von der Abtriebswelle abgezogen werden.

Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen Rad und Mitnehmer als lösbare Keil-Nut-Verbindung oder als lösbare Zahnkupplung ausgebildet. Beide Alternativen sind einfach herstellbare Formschlußverbindungen, die auf einfache Weise herstellbar und lösbar sind.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der ringscheibenförmige Mitnehmer auf seiner einen Seite wenigstens einen Vorsprung aufweist, der gleichzeitig in eine Axialnut am inneren Umfang der Radnabe und in eine Axialnut am äußeren Umfang eines auf der Abtriebswelle befestigten Radlagerrings paßt, um den das Rad frei drehbar gelagert ist. Hierbei haben die Vorsprünge des Mitnehmers eine Doppelfunktion: sie stellen zum einen die Verbindung zwischen Rad und Mitnehmer und zum anderen zwischen Mitnehmer und Abtriebswelle her.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Darin stellen dar:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Hydromotor und ein auf dessen Abtriebswelle gelagertes Rad mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung nach dem Hauptpatent,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Abtriebswelle des Hydromotors nach Fig. 1 mit der darauf mittels eines zweiten Ausführungsbeispiels der Kupplungsanordnung nach dem Hauptpatent montierten Radnabe, wobei die zugehörige Felge und der Reifen des Rades weggelassen sind,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Abtriebswelle nach Fig. 2 und der darauf mittels eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kupplungsanordnung nach dem Hauptpatent montierten Radnabe,

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Anordnung nach Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Antriebseinrichtung und

Fig. 7 einen Schnitt VI-VI nach Fig. 6.

Fig. 1 stellt einen herkömmlichen Hydromotor 1 dar, der mit seinem Gehäuse am Fahrgestell eines Fahrzeugs befestigt wird. Im Gehäuse des Hydromotors 1 ist eine Bremse 2 eingebaut, die ein Paket aus Bremslamellen 3, einen ringförmigen Kolben 4 und wenigstens eine Feder 5, hier eine Tellerfeder, aufweist. Einige der Bremslamellen 3 greifen in Nuten zwischen axialen Rippen des Gehäuses und die anderen in Nuten zwischen axialen Rippen auf der Außenseite einer Abtriebswelle 6 des Hydromotors 1 ein. Durch Ausübung eines Öldrucks in dem die Bremslamellen 3 aufweisenden Raum wird der Kolben 4 gegen die Kraft der Feder 5 von den Bremslamellen 3 weggedrückt, so daß sich die Abtriebswelle 6 relativ zum Gehäuse drehen kann. Wenn der Öldruck ausfällt oder weggenommen wird, drückt die Feder 5 die Bremslamellen 3 über den Kolben 4 zusammen, so daß die Bremse 2 die Abtriebswelle 6 abbremst.

Auf dem aus dem Gehäuse des Hydromotors 1 herausragenden Abschnitt der Abtriebswelle 6 ist ein Rad 7, bestehend aus einer Radnabe 8, einer Felge 9 und einem Reifen 10, gelagert. Die Lagerung ist in der Weise ausgebildet, daß das Rad 7 um die Abtriebswelle 6 herum frei drehbar ist und durch eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 11, bestehend aus einem ringscheibenförmigen Mitnehmer 12 und Schrauben 13, mit der Abtriebswelle 6 drehfest und lösbar verbunden werden kann. Hierbei ist der Mitnehmer 12 einerseits mit dem Rad 7, genauer gesagt der Radnabe 8, durch die Schrauben 13 lösbar verbunden. Andererseits ist er über eine Keil-Nut-Verbindung 14, eine auf einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt der Abtriebswelle 6 geschraubte Mutter 15 und eine Sicherungsscheibe 16 zwischen Mutter 15 und Mitnehmer 12 drehfest und lösbar auf der Abtriebswelle 6 angeordnet. Die Mutter 15 ist auf der Welle 6 durch einen nicht dargestellten Stift oder Splint gesichert, der eine Querbohrung in der Mutter 15 und eine Querbohrung in dem Ende der Abtriebswelle 6 durchsetzt.

Während des normalen Betriebs, bei dem das Rad 7 durch den Hydromotor 1 über seine Abtriebswelle 6 angetrieben wird, ist die Bremse 2 durch den Öldruck gelöst, wobei der Öldruck den Kolben 4 gegen die Kraft der Feder 5 von den Bremslamellen 3 wegdrückt. Die Schrauben 13 sind angezogen, so daß die Abtriebswelle 6 das Rad 7 über den Mitnehmer 12 mitdreht.

Wenn der Öldruck wegfällt oder weggenommen ist und demzufolge die Bremse 2 durch die Kraft der Feder 5 über den Kolben 4 angezogen wird, könnte sich das Rad 7 im festgezogenen Zustand der Schrauben 13 ebenso wie die Abtriebswelle 6 nicht mehr drehen. Um dennoch in diesem Zustand, d. h. bei angezogener Bremse 2, das Fahrzeug abschleppen oder schieben zu können, werden einfach die Schrauben 13 aus der Radnabe 8 herausgeschraubt und aus dem Mitnehmer 12 herausgezogen. Die Radnabe 8 und damit das Rad 7 kann sich dann frei auf der Abtriebswelle 6 drehen, während der Mitnehmer 12 weiterhin drehfest mit der Abtriebswelle 6 über die Keil-Nut-Verbindung 14 verbunden bleibt.

Neben dem zweiten Ausführungsbeispiel der Kupplungsanordnung nach Fig. 2 ist nur die Abtriebswelle 6 des im übrigen ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Hydromotors 1, der ebenso mit der hydraulisch lösbaren Bremse 2 versehen ist, dargestellt. Die Abtriebswelle 6a hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen konischen Abschnitt 17, auf den ein entsprechend innenkonischer Radlagerring 18 mittels der Mutter 15 reibschlüssig festgeklemmt ist. Die Radnabe 8a und damit das gesamte Rad 7 ist in diesem Falle nicht unmittelbar auf der Abtriebswelle 6a, sondern auf dem Radlagerring 18 drehbar gelagert, wobei noch zusätzlich zwischen Radnabe 8a und Radlagerring 18 eine Hülse 19 relativ zu beiden Teilen 8a und 18 drehbar angeordnet ist. Auf seiten des Hydromotors ist die Radnabe 8a durch eine mittels Schrauben 20 an ihr befestigte Sicherungsscheibe 21 gegen ein axiales Abziehen vom Radlagerring 18 gesichert. Auf der dem Hydromotor 1 abgekehrten Seite der Radnabe 8a ist sie durch einen radialen Flansch 22 gesichert, der in eine Abstufung 23 des Radlagerrings 18 eingreift. Auch im festgezogenen Zustand der Schrauben 20 besteht ein axiales Spiel zwischen dem Radlagerring 18, der Radnabe 8a und/oder der Sicherungsscheibe 21. Die Radnabe 8a und der ringscheibenförmige Mitnehmer 12a sind auf den einander zugekehrten Seiten mit radialen Zähnen versehen, die eine Zahnkupplung 24 bilden, wobei sie im dargestellten Zustand axial ineinandergreifen. Radial außerhalb der Zahnkupplung 24 liegt zwischen der Radnabe 8a und dem Mitnehmer 12a eine schwach bemessene Druckfeder 25, die schematisch als Wellfeder dargestellt ist. Anstelle der Wellfeder können auch andere Arten von Druckfedern vorgesehen sein. Zwischen dem Mitnehmer 12a und einem axialen Fortsatz des Radlagerrings 18 mit etwas kleinerem Außendurchmesser als die Abstufung 23 ist eine formschlüssige Verbindung 26 in Form einer Keil-Nut- Verbindung ausgebildet. Sie weist an der Innenseite des Mitnehmers 12a axiale Rippen auf, die zwischen axiale Rippen auf der Außenseite des Fortsatzes eingreifen.

Die Mutter 15 ist von wenigstens einer Druckscheibe 27 umgeben. Im vorliegenden Falle sind es zwei Druckscheiben 27, von denen die eine etwas dünner als die andere ist.

Auf einem quer zur Längsachse der Abtriebswelle 6a an deren freiem Ende mittels einer Schraube 28 befestigten Gelenkbolzen 29 ist ein Exzenter 30 mittels eines Handhebels 31 schwenkbar gelagert. Die Schraube 28 ist durch einen nicht dargestellten Splint oder Stift, der eine Bohrung des Schraubenschaftes und der Abtriebswelle 6a durchsetzt, gesichert. Der Exzenter 30 hat zwei parallele Exzenterscheiben 32, von denen in Fig. 2 nur eine sichtbar ist. Sie sind durch ein Querteil 33 verbunden, an dem der Handhebel 31 befestigt ist. Die Exzenterscheiben 32 sind um den Gelenkbolzen 29 drehbar gelagert.

Der in Fig. 2 untere Rand des Exzenters 30 bzw. seiner Exzenterscheiben 32 hat von der Drehachse des Exzenters bzw. der Achse des Gelenkbolzens 29 einen geringeren Abstand als der an der axial äußeren Druckscheibe 27 anliegende Rand des Exzenters 30 bzw. der Exzenterscheiben 32.

Um die Radnabe 8a und damit das gesamte Rad bei festgezogener Bremse ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel relativ zur Abtriebswelle 6a drehen zu können, wird der Exzenter 30 mittels des Handhebels 31 aus der dargestellten Lage um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, so daß der Handhebel 31 mit der Längsrichtung der Abtriebswelle 6a zusammenfällt. In dieser Lage liegt der in Fig. 2 untere Rand des Exzenters 30 an der Druckscheibe 27 an. Die Druckfeder 25 kann dann den Mitnehmer 12a aus der dargestellten Lage von der Radnabe 8a wegdrücken, so daß die Zahnkupplung 24 gelöst wird. Dieses Lösen der Zahnkupplung 24 erfordert mithin nur die Ausübung einer einfachen Schwenkbewegung des Handhebels 31 und damit des Exzenters 30, wobei die zu überwindende Kraft der Feder 25 auch beim Herstellen der Verbindung 26 durch das Schwenken des Handhebels 31 in die dargestellte Lage gering ist.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Soweit gleiche oder ähnliche Bauteile bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen sind, werden daher gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß die Radnabe 8b an der Innenseite ihres Flansches 22 mit axialen, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Nuten 34 und der Radlagerring 18a auf seiner Außenseite in einem einen kleineren Durchmesser als seine Gleitlagerfläche aufweisenden Endabschnitt 35 ebensoviele axiale Nuten 36 wie die Nuten 34 aufweist und der ringscheibenförmige Mitnehmer 12b auf seiner der Radnabe zugekehrten Seite ebensoviele axiale Vorsprünge 37 in Form zylindrischer Zapfen aufweist, die nach dem Zusammenbau der Kupplungsanordnung 11 sowohl in die Nuten 34 als auch in die Nuten 36 passend eingreifen, so daß sich eine formschlüssige Verbindung, die einer Keil-Nut- Verbindung entspricht, zwischen der Radnabe 8b und dem Radlagerring 18a durch den Mitnehmer 12b ergibt. Nachdem die Hülse 19 auf dem Radlagerring 18a angeordnet und die Radnabe 8b mittels des Sicherungsrings 21 und des Mitnehmers 12b auf dem Radlagerring bzw. der Hülse 19 befestigt worden ist, wird diese vormontierte Anordnung über einen in eine Gewindebohrung am äußeren Ende der Abtriebswelle 6a eingeschraubten Gewindebolzen 28a hinweg auf den konischen Abschnitt 17 der Abtriebswelle 6a geschoben, mit den Druckscheiben 27 versehen und nach Festziehen der Mutter 15 auf dem Gewindebolzen 28a auf dem konischen Abschnitt 17 mit der konischen Innenseite des Radlagerrings 18a reib- und kraftschlüssig festgespannt. Der Gelenkzapfen 29 des Exzenters 30 ist mit einer ein Innengewinde aufweisenden Querbohrung 38 versehen, die mit einem durch die Mutter 15 hindurchragenden Endabschnitt des Gewindebolzens 28a in der in Fig. 3 dargestellten Lage des Exzenters 30 verschraubt wird, bis die Exzenterscheiben 32 an der äußeren Druckscheibe 27 anliegen. In dieser Lage ist die Radnabe 8b und damit das Rad 7 drehfest mit der Abtriebswelle 6a verbunden. Durch Verschwenken des Handhebels 31 und damit des Exzenters 30 um 90° im Uhrzeigersinn in Fig. 3 kann dann die Verbindung zwischen dem Rad 7 und der Abtriebswelle 6a wiederum gelöst werden, so daß sich das Rad mit seiner Radnabe 8b frei auf dem Radlagerring 18a drehen kann.

Anstelle von drei Nuten 34 und 36 sowie drei Vorsprüngen 37 kann auch eine andere Anzahl von Nuten 34, 36 und Vorsprüngen 37, mindestens jedoch eine Nut 34, 36 und ein Vorsprung 37, vorgesehen sein.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine bevorzugte Weiterbildung. Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Am wellenseitigen Ende des konischen Abschnitts 17 ist die Sicherungsscheibe 21 angeordnet, die gegenüber der Abtriebswelle 6 drehbar ist. Die Sicherungsscheibe 21wird über Schrauben 20 mit der Nabe 8 zusammengespannt, wobei sie den Radlagerring 18 zwischen sich einschließen. Nach dem Zusammenspannen dienen zwei Druckscheiben 53, 54 als Lagerflächen gegenüber dem Radlagerring 18. Dadurch wird eine kostengünstige Lagerung realisiert.

Der konische Abschnitt 17 weist eine Nut 50 auf, in die eine Feder 51 eingesetzt wird. Mit Hilfe dieser Feder 51 wird der Radlagerring 18 auf dem konischen Abschnitt 17 der Abtriebswelle 6 drehfest gehalten. Die Sicherung des Radlagerrings 18 auf der Abtriebswelle 6 erfolgt über die Mutter 15, die auf ein nur schematisch dargestelltes Gewinde 52 am Ende der Abtriebswelle 6 aufgeschraubt werden kann.

Der Radlagerring 18 ist von einer Hülse 19 umgeben, auf der sich die Nabe 8 frei drehen kann. Auch die Hülse 19 kann gegenüber dem Radlagerring 18 frei verdrehbar sein.

Der Radlagerring 18 weist in Umfangsrichtung verteilt mehrere Nuten 55 auf, in die keilartige Vorsprünge 56 des Mitnehmers 12 eingreifen, so daß der Mitnehmer drehfest auf dem Radlagerring 18 gehalten ist. Allerdings ist der Mitnehmer 12 gegenüber dem Radlagerring 18 über eine kleine Strecke axial verschiebbar. Durch diese axiale Verschiebung des Mitnehmers 12 ist es möglich, daß sich der Mitnehmer 12 von der Nabe 8 entfernt oder sich an sie annähert, da die Nabe 8 in Axialrichtung fest auf der Abtriebswelle 6 gehalten ist.

Der Mitnehmer 12 und die Nabe 8 weisen eine zusammenwirkende Verzahnung auf. Die Nabe 8 weist hierzu eine erste Verzahnung 24a und der Mitnehmer 12 eine dazu passende zweite Verzahnung 24b auf, die dann in Eingriff kommen, wenn der Mitnehmer 12 weit genug auf die Nabe 8 hin verlagert ist. Wenn die beiden Verzahnungen 24a, 24b in Eingriff miteinander sind, dann wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle 6 über den Radlagerring 18, die Nuten 55 und die Vorsprünge 56, den Mitnehmer 12 und die Verzahnung 24a, 24b auf die Nabe 8 übertragen. Wenn hingegen die Verzahnungen 24a, 24b nicht in Eingriff sind, kann sich die Nabe 8 frei gegenüber der Abtriebswelle 6 drehen.

Zwischen der Nabe 8 und dem Mitnehmer 12 ist die Druckfeder 25 angeordnet, die auch hier als Wellfeder ausgebildet ist. Diese Druckfeder 25 ist so angeordnet, daß sie den Mitnehmer 12 von der Nabe 8 wegdrückt.

Zum Bewegen des Mitnehmers 12 in Richtung auf die Nabe 8, also um die Verzahnungen 24a, 24b miteinander in Eingriff zu bringen, ist eine Antriebseinrichtung 57 vorgesehen, die um die Achse 58 der Abtriebswelle 6 verdrehbar ist. Zur Befestigung der Antriebseinrichtung 57 ist eine Gewindehülse 58 vorgesehen, die in das vordere Ende der Abtriebswelle 6 eingeschraubt und dort mit einem Splint 59, der als Sicherungsstift dient, gehalten wird. Der Splint 59 sichert im übrigen auch die Mutter 15 gegen ein versehentliches Lösen. Die Antriebseinrichtung 57 ist dann unter Zwischenlage einer Scheibe 60 durch eine selbstsichernde Mutter 61 axial ortsfest gegenüber der Abtriebswelle 6 gehalten.

Die Antriebseinrichtung 57 weist einen Rücksprung 62 auf, mit dem sie in ein Rohrstück 63 gesteckt ist, das den Mitnehmer 12 umgibt, wenn die Teile in Axialrichtung zusammengesetzt werden.

Zwischen der Antriebseinrichtung 57 und dem Mitnehmer 12 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt drei Kugeln 64 angeordnet, wobei für jede Kugel eine Kugelpfanne 65 am Mitnehmer vorgesehen ist, in der die Kugel 64 ruht.

Wie aus den Fig. 6 und 7 zu erkennen ist, weist die Antriebseinrichtung 57 eine der Anzahl der Kugeln entsprechende Anzahl von Nuten 66 auf, deren Nutgrund jeweils eine Schrägfläche 67 bildet. Die Breite der Nuten (in Radialrichtung gesehen) nimmt dabei mit zunehmender Tiefe der Nuten 66 zu, so daß die Kugeln 64 immer auf dem Nutgrund, d. h. der Schrägfläche 67 abrollen können, wenn die Antriebseinrichtung 57 gegenüber dem Mitnehmer 12 verdreht wird.

Wie aus Fig. 7 zu erkennen ist, geht die Schrägfläche 67 in einen Endabschnitt 68 über, der parallel zur stirnseitigen Oberfläche der Antriebseinrichtung 57 gerichtet ist. Dieser Endabschnitt 68 liegt damit parallel zur Stirnseite des Mitnehmers 12.

Wenn nun die Antriebseinrichtung 57, die zur besseren Handhabung ein Griffprofil 69 aufweisen kann, gegenüber dem Mitnehmer 12 verdreht wird, dann wird der Mitnehmer 12 gegen die Kraft der Feder 25 in Richtung auf die Nabe 8 gedrückt, wenn die Kugeln 64 in den Bereich des Endabschnitts 68 gekommen sind. Wird die Antriebseinrichtung 57 hingegen in die andere Richtung verdreht, dann können die Kugeln 64 weiter in die Nuten 66eintreten, so daß der Mitnehmer 12 unter der Wirkung der Druckfeder 25 von der Nabe 8 weggedrückt wird, wobei die beiden Verzahnungen 24a, 24b außer Eingriff kommen.

In der Antriebseinrichtung 57 ist eine axial verlaufende Durchgangsbohrung 70 vorgesehen, die sich auf der Seite des Mitnehmers 12 durch eine Vergrößerung 71 erweitert. In die Bohrung 70 ist ein Anzeigeelement 72 in Form eines Stiftes eingesetzt. Das Anzeigeelement 72 ist mit einem Bodenteil 73 versehen. Eine Druckfeder 74 taucht in die Vergrößerung 71 ein und drückt das Bodenteil 73 gegen den Mitnehmer 12. Für die beiden Endpositionen des Bodenteils 73 auf dem Mitnehmer 12 sind Kugelpfannen 75, 76 vorgesehen.

Das Anzeigeelement 72 hat eine solche Länge, daß es mit der Stirnseite der Antriebseinrichtung 57 abschließt, wenn sich die beiden Verzahnungen 24a, 24b in Eingriff miteinander befinden. Es steht hingegen aus der Stirnseite der Antriebseinrichtung 57 vor, wenn der Mitnehmer 12 so weit ausgerückt ist, daß die beiden Verzahnungen 24a, 24b nicht mehr im Eingriff miteinander stehen.

Die beiden Kugelpfannen 75, 76 sind eine kleine zusätzliche Sicherheit dagegen, daß sich die Antriebseinrichtung 57 in unerwünschter Weise gegenüber dem Mitnehmer 12 verdreht. Es ist eine kleine Kraft erforderlich, um bei einer Verdrehung der Antriebseinrichtung 57 den Bodenteil 73 des Anzeigeelements 72 aus der Kugelpfanne 75, 76 gegen die Kraft der Druckfeder 74 heraus zu bewegen.

Die Antriebseinrichtung 57 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, d. h. durch ein Verdrehen der Antriebseinrichtung 57 gegenüber der Abtriebswelle 6 ändert sich die äußere Form der Kupplungsanordnung nicht. Man muß daher nicht darauf achten, daß im ausgekuppelten Zustand Teile vorstehen, die eine Bewegung des havarierten Fahrzeuges behindern könnten.


Anspruch[de]
  1. 1. Kupplungsanordnung (11) zum lösbaren Verbinden eines durch einen Hydromotor (1) antreibbaren Rades (7) eines Fahrzeugs mit der Abtriebswelle (6; 6a) des Hydromotors (1), der eine hydraulisch lösbare, durch Federkraft auf die Abtriebswelle (6; 6a) wirkende Bremse (2) aufweist, bei der das Rad (7) über einen lösbar mit dem Rad (7) verbundenen Mitnehmer (12; 12a; 12b) mit der Abtriebswelle (6; 6a) verbunden ist und das Rad (7), wenn die Verbindung zum Mitnehmer (12; 12a; 12b) gelöst ist, frei drehbar um die Abtriebswelle (6; 6a) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine um die Achse der Abtriebswelle (6) verdrehbare Antriebseinrichtung (57) mit einem Umsetzungsgetriebe (64, 67) vorgesehen ist, das eine Drehbewegung der Antriebseinrichtung (57) in eine Axialbewegung von Mitnehmer (12) und Rad relativ zueinander umsetzt.
  2. 2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rad (7) und Mitnehmer (12; 12a; 12b) eine lösbare Formschlußverbindung (13; 26) besteht.
  3. 3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsgetriebe mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Schrägfläche (67) aufweist, an der der Mitnehmer (12) oder eine mit dem Mitnehmer (12) zusammenwirkende Stößelanordnung anliegt.
  4. 4. Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelanordnung mindestens eine Kugel (64) aufweist, die an der Schrägfläche (67) abrollt.
  5. 5. Kupplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (67) in einer Nut (66) ausgebildet ist.
  6. 6. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (67) an einem Ende in einen parallel zum Mitnehmer (12) verlaufenden Endabschnitt (68) übergeht.
  7. 7. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (57) eine Trennfeder (25) aufweist, deren Kraft so gerichtet ist, daß sie den Mitnehmer (12) vom Rad (7) trennt.
  8. 8. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (57) eine Anzeige (72) aufweist, die die Stellung des Mitnehmers (12) relativ zum Rad (7) anzeigt.
  9. 9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige ein gemeinsam mit dem Mitnehmer axial verlagerbares Anzeigeelement (72) aufweist.
  10. 10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement (72) zumindest teilweise durch eine Stirnseite der Antriebseinrichtung (57) hindurchgeführt ist.
  11. 11. Kupplungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement in der einen Endposition des Mitnehmers (12) relativ zum Rad aus der Stirnseite vorsteht und in der anderen Endposition nicht.
  12. 12. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer ringscheibenförmig ausgebildet und über eine Formschlußverbindung (14; 24; 34, 36, 37) mit der Abtriebswelle (6; 6a) verbunden ist.
  13. 13. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Abtriebswelle (6; 6a) und Mitnehmer (12; 12a; 12b) eine lösbare Keil-Nut-Verbindung ist.
  14. 14. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Rad (7) und Mitnehmer (12a; 12b) als lösbare Keil-Nut-Verbindung (34, 36, 37) oder als lösbare Zahnkupplung (24) ausgebildet ist.
  15. 15. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der ringscheibenförmige Mitnehmer (12b) auf seiner einen Seite wenigstens einen Vorsprung (37) aufweist, der gleichzeitig in eine Axialnut (34) am inneren Umfang der Radnabe (8b) und in eine Axialnut (36) am äußeren Umfang eines auf der Abtriebswelle (6a) befestigten Radlagerrings (18a) paßt, um den das Rad (7) frei drehbar gelagert ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com