!HU000004607T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 004 607 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 04 011519 (22) A bejelentés napja: 2004. 05. 14. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040011519 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1595762 A1 2005. 11. 16. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1595762 B1 2008. 07. 02. (51) Int. Cl.: B60T 1/06 (2006.01) F16D 55/40 (2006.01) (72) Feltaláló: Auer, Ernst, 81245 München (DE) (73) Jogosult: NAF Neunkirchener Achsenfabrik AG, 91077 Neunkirchen (DE) (54) Kerékagy (57) Kivonat (74) Képviselõ: Sipos József, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest HU 004 607 T2 A találmány tárgya kerékagy (10) egy gépjármû vagy tehergépjármû tengelyéhez, különösen építkezési vagy terepjáró gépjármûvek vagy billenõteknõs tehergépjármûvek tengelyeihez. A találmány szerinti kerékagy (10) lamellás fékkel (12) rendelkezik, amely több tárcsa alakú külsõ lamellából (16) és megfelelõ tárcsa alakú belsõ lamellákból (14), valamint egy külsõ agyból (18) és egy fékházból (20) áll, mely utóbbiak egy tokozott házat alkotnak, benne egy térrel (22) a lamellás fék (12) számára. A tokozott ház belseje úgy van kialakítva, hogy egy abban levõ hûtõfolyadék cirkuláljon a térben (22), és itt a belsõ lamellák (14) a lamellás fék (12) helyben álló részét, míg a külsõ lamellák (16) a forgó részét alkotják. A találmány lényege az, hogy a külsõ lamellák (16) és a külsõ agy (18) belsõ oldala között egy szabad tér van a hûtõfolyadék cirkulációja számára kialakítva, és hogy a fékház (20) belsõ oldala és egy, a fékházzal (20) szemben elhelyezkedõ belsõ lamella (14) között egy elosztótér (36) van a hûtõfolya- A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra) 1. ábra Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1 HU 004 607 T2 2 dék számára kialakítva. Az elosztótér (36) folyadékvezetõ módon össze van kötve a külsõ lamellák (16) és a külsõ agy (18) belsõ oldala közötti szabad térrel a hûtõfolyadéknak a lamellák, az elosztótér és a szabad tér közötti cirkuláltatására, ugyanakkor a külsõ agy (18) egy legalább részben körbefutó, a külsõ agyról (18) kifelé kiálló gallérral (24) rendelkezik, a gallér (24) tartományában pedig több nyílás (26) van egy-egy kerékcsapszeg (28) felvételére kialakítva a külsõ agynak (18) egy kerék kerékpántjával való összekötéséhez, és ezek a nyílások (26) a lamellás fék (12) számára kialakított téren (22) kívül vannak elrendezve. A találmány tárgya kerékagy egy gépjármû vagy tehergépjármû tengelyéhez, különösen építkezési vagy terepjáró gépjármûvek vagy billenõteknõs tehergépjármûvek tengelyeihez az 1. igénypont tárgyi körének jellemzõi szerint. Ilyen kerékagyak már ismertek. Különösen a DE 196 24 288 C1 számú iratból ismeretes egy tengely kerekes kotrók számára, lamellás fékkel a kerékagyban, amely a fent említett jellemzõkkel rendelkezik. Az ott ismertetett kerékagynál azonban hátrányos, hogy az alkalmazott lamellás fék nagyobb sebességekre nem alkalmas. Ez a kerekes kotróknál nem okoz problémát, mivel ezek a jármûvek csak igen kis sebességgel mozognak. Nagyobb sebességek esetén azonban követelmény a nagyobb féknyomaték. Ezt lamellás fékeknél csak nagyobb számú lamellával lehet elérni. Minél nagyobb azonban a lamellák száma, annál magasabb a különösen üresjáratban, illetve nem fékezett állapotban fellépõ hõmérséklet a lamellás féken belül, illetve a lamellás féket körülvevõ hûtõfolyadék hõmérséklete. Ezt a problémát eddig csak nem kielégítõ módon tudták kezelni. A DE 200 18 338 U számú leírásból a tárgyi körnek megfelelõen egy fékberendezés ismerhetõ meg jármûvek vagy teherjármûvek számára, egy a bevezetõben említett jellemzõkkel rendelkezõ lamellás fékkel. Ennél a megoldásnál a belsõ lamellák alkotják a lamellás fék helyben álló részét, míg a külsõ lamellák a forgó részét, ugyanakkor a belsõ lamellák és egy elsõ mûködtetõtárcsa együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan egy támasztóelemen keresztül egy helyben álló belsõ aggyal vannak összekötve, míg a külsõ lamellák együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan a sugárirányban kívül elhelyezkedõ, forgó külsõ aggyal vannak összekötve, emellett egy második mûködtetõtárcsa, amely az elsõ mûködtetõtárcsával mûködési kapcsolatban áll, fékdugattyúként van a lamellás fék számára kialakítva. A DE 100 58 042 A1 számú leírásból ismert végül egy kerékhajtás egy munkagép számára egy integrált hidraulikus dugattyúval mûködtethetõ lamellás fékkel, amely egy automatikus dugattyú-utánállító egységgel van ellátva. A lamellás fék egy jármûtengely integrált bolygókerekes hajtómûvével felszerelt kerékagyon belül van elrendezve. Külsõ lamellák alkotják a lamellás fék forgó részét, és az agyon keresztül a munkagép kerekével vannak összekötve. Belsõ lamellák alkotják ugyanakkor a lamellás fék helyben álló részét, és a kardáncsuklóházon, illetve a kerékagytartón keresztül szilárdan össze vannak kötve a munkagép tengelytestével. Az agy a lamellás fék bolygókerekes hajtómûvel ellentétes oldalán kúpgörgõs 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 csapágyakon keresztül van a kerékagytartón megtámasztva, ahol két-két kúpgörgõs csapágy van tengelyirányban egymástól bizonyos távolságra elrendezve. Az agy ezenkívül a bolygókerekes hajtómûvel ellentétes végén egy részben körbefutó, kifelé kiálló gallérral rendelkezik, ahol a gallér tartományában nyílások vannak kialakítva csapszegek befogadására. A jelen találmány által megoldandó feladat tehát egy, a bevezetõben említett típusú, lamellás fékkel felszerelt olyan kerékagy létrehozása, amelynél a lamellás fék különösen üresjáratban, illetve nem fékezett állapotban csak igen kis mennyiségû hõt termel. Ezt a feladatot egy, a független 1. igénypont jellemzõivel rendelkezõ kerékaggyal oldjuk meg. Az elõnyös kiviteli alakok a mindenkori aligénypontokban vannak ismertetve. Egy gépjármû vagy tehergépjármû tengelyéhez, különösen építkezési és terepjáró gépjármûvek vagy billenõteknõs tehergépjármûvek tengelyeihez való találmány szerinti kerékagynál az alkalmazott lamellás fék több tárcsa alakú külsõ lamellából és megfelelõ tárcsa alakú belsõ lamellákból, valamint egy külsõ agyból és egy fékházból áll, amelyek együtt egy tokozott házat alkotnak egy, a lamellás fék számára kialakított térrel, ahol a tokozott ház belül úgy van kialakítva, hogy egy benne lévõ hûtõfolyadék cirkuláljon ebben a térben. Itt a belsõ lamellák alkotják a lamellás fék helyben álló részét, míg a külsõ lamellák a lamellás fék forgó részét, ahol a belsõ lamellák együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan egy támasztóelemen keresztül egy helyben álló belsõ aggyal vannak összekötve, míg a külsõ lamellák együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan a sugárirányban kívül elhelyezkedõ, forgó külsõ aggyal vannak összekötve. A külsõ lamellák emellett sugárirányban kívül elhelyezkedõ fészkekkel rendelkeznek, amelyek több, a külsõ agy és a fékház között tengelyirányban rögzített csapszegbe kapcsolódnak, ezen túlmenõen a külsõ lamellák és a külsõ agy belsõ oldala között egy szabad tér van a hûtõfolyadék cirkulációja számára kialakítva. A fékház belsõ oldala és egy, a fékházzal szemben elhelyezkedõ belsõ lamella között egy elosztótér van a hûtõfolyadék számára kialakítva, ahol az elosztótér folyadékvezetõ módon össze van kötve a külsõ lamellák és a külsõ agy belsõ oldala közötti szabad térrel a hûtõfolyadéknak a lamellák, az elosztótér és a szabad tér közötti cirkuláltatására, míg a külsõ agy egy legalább részben körbefutó, a külsõ agyról kifelé kiálló gallérral rendelkezik, a gallér tartományában pedig több nyílás van egy-egy kerékcsapszeg felvételére kialakítva a külsõ agynak 2
1 HU 004 607 T2 2 egy kerék kerékpántjával való összekötéséhez, és ezek a nyílások a lamellás fék számára kialakított téren kívül vannak elrendezve. Ezen találmány szerinti konstrukció következtében lehetõvé válik, hogy számottevõ módon növeljük a lamellás fék számára rendelkezésre álló teret. Elõnyös módon a kerékcsapszegek már nem nyúlnak be a kerékagyházba, miként az a technika állásánál jellemzõ, hanem a kerékagyházon kívül helyezkednek el. Ezen szabad tér megnövelése révén jelentõs mértékben javul a térben található hûtõfolyadék, fõként olaj cirkulációja. Összehasonlítva az eddig ismert lamellás fékekkel, mintegy 10 25 C¹os hõmérséklet-csökkenés érhetõ el üresjárati üzemben, illetve nem fékezett állapotban. Ezen alacsonyabb üresjárati hõmérsékletek következtében már nem szükséges a lamellás fék számára egy járulékos hûtést biztosítani. A hagyományos tárcsafékekkel összehasonlítva a lamellás fék sokkal kisebb mértékben igényel karbantartást, kezelést, mivel kopás nem lép fel. Különösen nem keletkezik fékpor. Ezen túlmenõen a lamellás fék a hûtõfolyadékban, fõként olajban van vezetve. Mivel az olaj fajlagos hõfelvétele többszöröse a vasénak, így azonos súly esetén, összehasonlítva egy ismert, vasból levõ tárcsafékkel, lényegesen nagyobb hõkapacitás adódik. Ezáltal a találmány szerinti kerékagy összességében kisebbre és könnyebbre alakítható ki. A találmány egy további elõnyös kiviteli alakja szerint lehetséges, hogy a belsõ lamellák és a fékház belsõ oldala között periferikusan elhelyezkedõ lapátszerû szerkezetek vannak kialakítva, ahol a hûtõfolyadék a lapátszerû szerkezetek forgása következtében kifelé nyomódik az elosztótérbe, és a külsõ és belsõ lamellák között újra visszafolyik. A fékház belsejének ilyen kialakítása biztosítja a hûtõfolyadék folyamatos cirkulációját valamennyi hõfejlesztõ elemen keresztül, és így megfelelõ hõelvezetést eredményez. A találmány szerinti kerékagy egy további elõnyös kiviteli alakja esetén a belsõ lamellák és/vagy a külsõ lamellák egyik oldalukon vagy mindkét oldalukon hornyokkal vannak ellátva. Ezáltal biztosított az, hogy a külsõ és belsõ lamellák között áramló hûtõfolyadék turbulenciái messzemenõen ki vannak küszöbölve. Csökken a lamellatárcsák közötti súrlódás, és a hõképzõdés tovább csökken nem mûködtetett fék esetén. Ennek kapcsán csak a helyben álló helyzetû belsõ lamellák lehetnek egy fékezést elõsegítõ bevonattal ellátva. Megmutatkozott, hogy a belsõ lamellák egy ilyen kialakítása ugyancsak elõnyös a lamellás féken belüli hõfejlõdés szempontjából is. Különösen megállapítást nyert, hogy a külsõ lamellák, amennyiben ugyancsak fékezést elõsegítõ bevonattal vannak ellátva, viszonylag nagy mennyiségû hûtõfolyadékot, illetve olajat visznek magukkal, aminek következtében nagy sebességeknél nagy súrlódási erõk ébrednek, és ezáltal igen nagy hõfejlõdés következik be. Az integrált lamellás fékkel felszerelt eddigi kerékagyaknál ez a probléma nem merült fel, mert a megfelelõ kerekes kotrók legnagyobb sebessége csupán legfeljebb 20 km/óra 100 fordulat/perc fordulatszám mellett. Nagyobb sebességeknél, mint 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 például 50 km/óránál már 180 fordulat/perc nagyságú fordulatszám lép fel. A találmány egy további elõnyös kiviteli alakjánál egy nyomás alá helyezhetõ dugattyú egy elsõ belsõ lamellára ható féktányért mozgat, ahol a dugattyúban egy rugóköteg van elrendezve, amely egyrészt a dugattyú belsõ oldalára, másrészt pedig egy, a belsõ agyon megtámasztott csúsztatótárcsára támaszkodik, így a dugattyú nyomás alá helyezésekor a rugóköteg megfeszül, míg a nyomás csökkenésekor elernyed. Emellett a féktányér egy fékhengerrel lehet egy húzórugón keresztül összekötve. Ezáltal egy biztonságos dugattyú-visszavezetést biztosítunk. A találmány további részletei, jellemzõi és elõnyei a találmány egy, a csatolt rajz ábráin vázlatosan bemutatott kiviteli példájának alább következõ leírásából ismerhetõk meg. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kerékagy metszeti nézete, míg a 2. ábra a találmány szerinti kerékagy egy résztartományának a felülnézete. Az 1. ábra a 10 kerékagy egy lehetséges kiviteli alakját mutatja metszeti nézetben. A 10 kerékagy különösen gépjármû vagy tehergépjármû tengelyéhez alkalmas, mint például építkezési vagy terepjáró gépjármûvek vagy billenõteknõs tehergépjármûvek tengelyeihez. A forgatónyomatékot egy, a tengelyen elrendezett, nem ábrázolt kerékhez egy helyben álló 32 belsõ agyban belül elhelyezkedõ 54 tengelyen keresztül vezetjük be. A hajtási elrendezéssel szemben fekvõ végén az 54 tengely egy 52 bolygókerekes hajtómûvel van mûködési kapcsolatban. Látható, hogy a helyben álló 14 belsõ agyra 56, 58 kúpgörgõs csapágyakon keresztül egy 18 külsõ agy támaszkodik. A 18 külsõ agy egy 20 fékházzal van összekötve, és azzal egy tokozott házat képez egy 22 térrel egy lamellás fék számára. A tokozott ház belül úgy van kialakítva, hogy az abban lévõ hûtõfolyadék, különösen olaj, cirkulációja megy végbe a 22 térben. A 12 lamellás fék több tárcsa alakú 16 külsõ lamellából és megfelelõ tárcsa alakú 14 belsõ lamellákból áll. A 14 belsõ lamellák képezik itt a 12 lamellás fék helyben álló részét, míg a 16 külsõ lamellák a forgó részét, ahol a 14 belsõ lamellák együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan egy 30 támasztóelemen keresztül a helyben álló 32 belsõ aggyal vannak összekötve. A 16 külsõ lamellák együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan sugárirányban kívül elhelyezkedõ forgó 18 külsõ agyakkal vannak összekötve, ahol a 16 külsõ lamellák sugárirányban kívül elhelyezkedõ 68 fészkekkel rendelkeznek, amelyek több, a 18 külsõ agy és a 20 fékház között tengelyirányban rögzített 34 csapszegbe kapcsolódnak. Látható továbbá, hogy a hûtõfolyadék cirkuláltatásához a 20 fékház belsõ oldala és a 34 csapszegek között egy 36 elosztótér van kialakítva. A 14 belsõ lamellák és a 20 fékház belsõ oldala között periferikusan elhelyezkedõ lapátszerû szerkezetek vannak kialakítva, ahol a hûtõfolyadék a lapátszerû szerkezetek forgása következtében kifelé nyomódik a 36 elosztótéren keresztül a 22 térbe, majd a 14, 16 külsõ és belsõ lamel- 3
1 HU 004 607 T2 2 lák között újra visszafolyik. Az ábrázolt kiviteli példánál a 14 belsõ lamellák kétoldalt hornyokkal vannak ellátva. Ezenkívül a helyben álló 14 belsõ lamellák legalább részben fékezést elõsegítõ bevonattal rendelkeznek. A 12 lamellás fék egy nyomás alá helyezett dugattyúval mûködtethetõ. Ennek kapcsán a nyomás alatti 38 dugattyú egy elsõ 14 belsõ lamellára ható 40 féktányért mozgat, ahol a 38 dugattyúban egy 42 rugóköteg van elrendezve. A 42 rugóköteg egyrészt a 38 dugattyú belsõ oldalára, másrészt pedig a 32 belsõ agyon megtámasztott 44 csúsztatótárcsára támaszkodik. A 38 dugattyú nyomás alá helyezésekor a 42 rugóköteg megfeszül, míg a nyomás csökkenésekor elernyed. Az ábrázolt kiviteli példánál a 42 rugóköteg tányérrugóként van kialakítva. Látható, hogy a 40 féktányér egy 46 fékhengerrel egy 48 húzórugón keresztül van összekötve. A 18 külsõ agy ezenkívül egy körbefutó, a 18 külsõ agyról kifelé álló 24 gallérral rendelkezik. Ennél a kivitelnél a 24 gallér tartományában több 26 nyílás van kialakítva egy-egy 28 kerékcsapszeg felvételére a 18 külsõ agynak a (nem ábrázolt) kerék kerékpánttal történõ összekötéséhez. Ezenfelül a 18 külsõ agy több 64 összekötõ elemen keresztül egy 50 bolygókerék-kosárral van összekötve (lásd a 2. ábrát is). A 20 fékházzal a 18 külsõ agy több 66 összekötõ elemen keresztül tömítetten van összekötve. A 10 kerékagy emellett egy 60 légtelenítõ szeleppel rendelkezik az 52 bolygókerekes hajtómû tere és a 12 lamellás fék tere számára. A 2. ábra felülnézetben a 10 kerékagy egy résztartományát szemlélteti. Az ábrán felismerhetõ a körbefutó, a 18 külsõ agytól kiálló 24 gallér. A 24 gallér veszi fel a 28 kerékcsapszegeket a 18 külsõ agynak a kerék kerékpántjával való összekötéséhez. A 66 összekötõ elemeken keresztül a 20 fékház a 18 külsõ aggyal van összekötve. Továbbiakban látható vázlatosan ábrázolva 16 külsõ lamellák helyzete egy-egy kívül elhelyezkedõ 68 fészekkel a 34 csapszegek felvételére. Az 52 bolygókerekes hajtómûhöz hozzárendelt 60 légtelenítõ szelep mellett a 10 kerékagy egy 62 légtelenítõ szeleppel is rendelkezik, mégpedig a 12 lamellás fék dugattyúja számára. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Kerékagy egy gépjármû vagy tehergépjármû tengelyéhez, különösen építkezési és terepjáró gépjármûvek vagy billenõteknõs tehergépjármûvek tengelyeihez, egy lamellás fékkel (12), amely több tárcsa alakú külsõ lamellából (16) és megfelelõ tárcsa alakú belsõ lamellákból (14), valamint egy külsõ agyból (18) és egy fékházból (20) áll, amelyek egy tokozott házat alkotnak egy, a lamellás fék (12) számára kialakított térrel (22), 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ahol a tokozott ház belül úgy van kialakítva, hogy egy benne levõ hûtõfolyadék cirkuláljon ebben a térben (22), és itt a belsõ lamellák (14) alkotják a lamellás fék (12) helyben álló részét, míg a külsõ lamellák (16) a forgó részét, ahol a belsõ lamellák (14) együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan egy támasztóelemen (30) keresztül egy helyben álló belsõ aggyal (32) vannak összekötve, míg a külsõ lamellák (16) együtt forgó módon és tengelyirányban eltolhatóan a sugárirányban kívül elhelyezkedõ, forgó külsõ aggyal (18) vannak összekötve, ugyanakkor a külsõ lamellák (16) sugárirányban kívül elhelyezkedõ fészkekkel (68) rendelkeznek, amelyek több, a külsõ agy (18) és a fékház (20) között tengelyirányban rögzített csapszegbe (34) kapcsolódnak, azzal jellemezve, hogy a külsõ lamellák (16) és a külsõ agy (18) belsõ oldala között egy szabadtér van a hûtõfolyadék cirkulációja számára kialakítva, és hogy a fékház (20) belsõ oldala és egy, a fékházzal (20) szemben elhelyezkedõ belsõ lamella (14) között egy elosztótér (36) van a hûtõfolyadék számára kialakítva, ahol az elosztótér (36) folyadékvezetõ módon össze van kötve a külsõ lamellák (16) és a külsõ agy (18) belsõ oldala közötti szabad térrel a hûtõfolyadéknak a lamellák, az elosztótér és a szabad tér közötti cirkuláltatására, míg a külsõ agy (18) egy legalább részben körbefutó, a külsõ agyról (18) kifelé kiálló gallérral (24) rendelkezik, a gallér (24) tartományában pedig több nyílás (26) van egy-egy kerékcsapszeg (28) felvételére kialakítva a külsõ agynak (18) egy kerék kerékpántjával való összekötéséhez, és ezek a nyílások (26) a lamellás fék (12) számára kialakított téren (22) kívül vannak elrendezve. 2. Az 1. igénypont szerinti kerékagy, azzal jellemezve, hogy a belsõ lamellák (14) és a fékház (20) belsõ oldala között periferikusan elhelyezkedõ lapátszerû szerkezetek vannak kialakítva, ahol a hûtõfolyadék a lapátszerû szerkezetek forgása következtében kifelé nyomódik az elosztótéren (36) keresztül a térbe (22), és a külsõ és belsõ lamellák (14, 16) között újra visszafolyik. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kerékagy, azzal jellemezve, hogy a belsõ lamellák (14) és/vagy a külsõ lamellák (16) egyik oldalukon vagy mindkét oldalukon legalább részben hornyokkal vannak ellátva. 4. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti kerékagy, azzal jellemezve, hogy egy nyomás alá helyezhetõ dugattyú (38) egy elsõ belsõ lamellára (14) ható féktányért (40) mozgat, ahol a dugattyúban (38) egy rugóköteg (42) van elrendezve, amely egyrészt a dugattyú (38) belsõ oldalára, másrészt pedig egy, a belsõ agyon (32) megtámasztott csúsztatótárcsára (44) támaszkodik, oly módon, hogy a rugóköteg a dugattyú nyomás alá helyezésekor megfeszül, míg a nyomás csökkenésekor elernyed. 4
HU 004 607 T2 Int. Cl.: B60T 1/06 5
HU 004 607 T2 Int. Cl.: B60T 1/06 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest