DE10030900A1 - Radantrieb - Google Patents

Abstract

Der Radantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein land- oder forstwirtschaftliches Fahrzeug mit Vierradlenkung, weist einen Hydromotor (1), eine Hydraulikversorgung für den Hydromotor und einen Planetentrieb (2) auf. Der Hydromotor ist direkt am Radkopf angeflanscht, während der Planetentrieb ein zweistufiger Planetentrieb ist. Die Achsfaust (14) umgibt das Gelenkgehäuse, wobei die Hydraulikversorgung eine Drehdurchführung (9) im oberen Schwenklager aufweist. Die Verbindung zwischen dem oberen Schwenklager und dem Hydromotor besteht aus einer fest verlegten Rohrleitung; das untere Schwenklager ist mit einem Drehwinkelsensor (10) versehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein land- oder forstwirtschaft­ liches Fahrzeug mit Vierradlenkung, mit einem Hydromotor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 42 06 101 C2 ist ein hydromechanisches An­ triebssystem bekannt, das aus einer hydrostatischen Axial­ kolbenmaschine und einem mechanischen Getriebe insbesondere einem Zahnradgetriebe besteht, wobei die Axialkolbenmaschi­ ne eine mit Arbeitszylindern versehene Zylindertrommel auf­ weist und eine Steuerfläche, in der Druckmittelkanäle mün­ den, wobei die Arbeitszylinder bei Rotation der Zylinder­ trommel periodisch mit den Druckmittelkanälen verbunden wird. Der hierbei verwendete hydrostatische Motor weist eine innere Zentralwelle auf, die eine erste Planetenstufe antreibt, bei welcher das Hohlrad feststeht und der Steg ein inneres Zentralrad einer zweiten Planetenstufe an­ treibt, bei welcher das Hohlrad feststeht und der Steg den Abtrieb bildet. Da dieser bekannte Radantrieb keine Fest­ stellbremse aufweist und die Radlagerung über der zweiten Plantenstufe angeordnet ist, kann dieser nicht in die Felge eingeschoben werden, sodass er sich nur für nicht gelenkte Räder eines Fahrzeugs eignet.

Ein weiterer Radantrieb insbesondere für Kettenfahrzeu­ ge ist aus der DE A 195 03 477 der Anmelderin bekannt. Hierbei verbindet eine Antriebswelle einen Hydraulikmotor, der als langsam laufender Radialkolbenmotor ausgebildet ist, mit einem Planetentrieb. Auf einer Seite eines Naben­ trägers ist der Hydraulikmotor und auf der anderen Seite der Planetentrieb sowie die Nabe angeordnet. Zwischen dem Nabenträger und der Nabe ist eine Gleitringdichtung einge­ schaltet. Dieser bekannte Antrieb eignet sich vorzüglich für Kettenfahrzeuge z. B. Raupenbagger, da das Planetenge­ triebe eine große Übersetzung aufweist, sodass ein niedri­ ges Drehzahlniveau am Kettenrad erreicht wird. Allerdings ist hierbei der Hydromotor als langsam laufender Radialkol­ benmotor ausgebildet, der auf einem relativ geringen Dreh­ zahlniveau arbeitet.

Ein weiterer hydrostatisch-mechanischer Radantrieb für Raupenfahrzeuge mit einem hydrostatischen Kolbenmotor ist aus der DE A 196 37 573 der Anmelderin bekannt geworden. Der Radantrieb ist mit einem Steuerdeckel verbunden und über eine Sonnenradwelle, Planetenräder und ein Hohlrad eines Planetengetriebes mit einer Radnabe verbunden und in einem Radnabenträger angeordnet, auf dem die Radnabe über zwei Radlager gelagert ist. Der Radnabenträger ist mit ei­ nem Getriebeanschlußteil fest verbunden, das an einem Fahr­ zeugrahmen befestigt ist, wobei der Radnabenträger den als Radialkolbenmotor ausgebildeten Hubkolbenmotor und den Steuerdeckel glockenförmig umfaßt und wobei an seiner äuße­ ren Umfangswand ein Getriebeanschlußteil einstückig ange­ formt ist. Dieses Getriebeanschlußteil weist einen parallel zur Rotationsachse verlaufenden Flansch auf, der axial die Radnabe überdeckt und mit einem oder mehreren Stegen am Radnabenträger angeschlossen ist. Damit wird der Vorteil einer kurzen axialen Baulänge erreicht, wobei eine Schraub­ verbindung zwischen Radnabenträger und Getriebenanschluß­ teil entfällt. Der parallel zur Rotationsachse verlaufende Flansch überdeckt axial die Radnabe in einem ausreichenden radialen Abstand, damit ein am Radflansch befestigtes Ket­ tenrad frei laufen kann.

Dieser bekannte hydrostatisch-mechanische Radantrieb eignet sich in hervorragender Weise für Raupenfahrzeuge, beispielsweise Baumaschinen und Fahrzeuge für Sonderaufga­ ben, wie Müllabfuhr, Schwertransport, Feuerwehr usw., wobei einzelne Kettenräder zum Antrieb der Raupe angetrieben wer­ den. Dieser Radantrieb ist jedoch nicht für die gelenkten Räder eines Fahrzeuges geeignet.

Ein Radantrieb für die gelenkten Räder eines Fahrzeugs, insbesondere eines land- und forstwirtschaftlichen Fahr­ zeugs, sowie für Arbeitsmaschinen zum Antrieb der einzelnen gelenkten Antriebsräder wurde in der deutschen Patentanmel­ dung DE 199 22 651.2 der Anmelderin vorgeschlagen. Dieser Radantrieb, der eine kompakte Bauform aufweist, sowie eine Betriebs- und Feststellbremse und für den nur geringe Lenk­ kräfte erforderlich sind, enthält einen Antriebsmotor, der eine erste Planetenstufe antreibt, welche über eine zweite Planetenstufe mit dem Abtrieb verbunden ist und enthält ferner eine Bremse, welcher der zweiten Plantenstufe vorge­ schaltet ist. Der Motor kann ein hydrostatischer Motor oder ein elektrischer Motor sein, der das innere Zentralrad der ersten Planetenstufe antreibt, deren Hohlrad drehfest gela­ gert ist und deren Steg ein inneres Zentralrad der zweiten Planetenstufe antreibt, deren Hohlrad drehfest gelagert ist und deren Steg den Abtrieb bildet. Die Bremslamellen der Betriebs- und Feststellbremse sind dabei einerseits auf dem Planetenträger der ersten Planetenstufe und andererseits in einem drehfesten Teil, welches mit den beiden Hohlrädern in Verbindung steht, angeordnet. Die Radlagerung sowie die Anflanschfläche der Felge befindet sich in axialer Richtung neben den beiden Planetenstufen und der Betätigungseinrich­ tung der Bremse. Dadurch wird der Abstand der Anflanschflä­ che der Felge zur Lenkdrehachse reduziert und damit auch die Lenkkräfte. Ein Teil des Radantriebs ist in die Felge eingeschoben, sodass der Radantrieb einen geringen Bauraum in Richtung Fahrzeugmitte beansprucht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen ko­ stengünstigen und im Mittelbereich platzsparenden Radan­ trieb, insbesondere für ein land- und forstwirtschaftliches Fahrzeug mit Vierradlenkung, zu schaffen, der eine hohe Übersetzung ermöglicht, bei dem der Hydromotor ohne Demon­ tage des Radkopfes gewechselt werden kann und der hohe Lenkwinkel mit einem Bereich von mehr als 30° ermöglicht.

Ausgehend von einem Radantrieb der eingangs näher ge­ nannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Radan­ trieb, der einen Hydromotor, eine Hydraulikversorgung für den Hydromotor, einen Planetentrieb sowie ein oberes und ein unteres Schwenklager aufweist, dadurch gekennzeichnet ist, dass der Hydromotor direkt am Radkopf angeflanscht ist, dass der Planetentrieb ein zweistufiger Planetentrieb ist, dass die Achsfaust das Lenkgehäuse umgreift, dass die Hydraulikversorgung eine Drehdurchführung im oberen Schwen­ klager aufweist, dass die Verbindung zwischen dem oberen Schwenklager und dem Hydromotor aus einer fest verlegten Rohrleitung besteht und dass das untere Schwenklager mit einem Drehwinkelsensor versehen ist.

Durch das direkte Anflanschen des Motors an den Radkopf wird eine kostengünstige und im Mittelbereich platzsparende Bauweise ermöglicht, da kein Kegeltrieb in Achsmitte not­ wendig ist und auch keine Gelenkwellen eingesetzt werden müssen. Aufgrund der hohen Übersetzung durch die Verwendung eines zweistufigen Planetentriebes ist es möglich, einen schnell laufenden Hydromotor einzusetzen, der eine geringe­ re Verlustleistung aufweist. Wegen der seitlich offenen Bauweise der Achsfaust wird ferner der Vorteil erzielt, dass der Motor ohne Demontage des Radkopfes gewechselt wer­ den kann, indem man den Radkopf bei demontierten Spurstan­ gen ausschwenkt. Durch Ausschwenken des Radkopfes wird die Gesamtlänge der Achse verkürzt, so daß eine maximale vorge­ gebenen Verladespurweite erreicht wird, wie es insbesondere für Mähdrescher gefordert wird. Durch das Vorsehen einer das Gelenkgehäuse umgreifenden Achsfaust lassen sich unter Einsatz bestimmter Felgen Lenkwinkel bis zu einem Bereich von 33° ermöglichen, wie es mit den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen, bei denen das Gelenkgehäuse die Achsfaust umgreift, nicht möglich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zwei vorteilhafte Ausführungsbei­ spiele dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Radantrieb für eine Vorderachse, und

Fig. 2 einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Radantriebs für eine Hinterachse eines mit einer Vieradlen­ kung versehenen Fahrzeuges.

Da Radantriebe mit einem Hydromotor und einem Planeten­ trieb dem Fachmann gut bekannt sind, sind an der Zeichnung nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bau­ teile mit Bezugszeichen versehen, wobei in beiden Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In den Figuren ist mit 1 ein schnell laufender Hydromo­ tor angedeutet, mit 2 ein zweistufiger Planetentrieb, der eine Sonnenradwelle 3, Planetenträger 4 und 13, ein Hohlrad 5, ein Planetenrad 6, eine Zentrierstufe 11 und eine Nabe 12 aufweist. Mit 7 ist der Lagerbolzen des oberen Schwen­ klagers und mit 8 der Lagerbolzen des unteren Schwenklagers bezeichnet, wobei im oberen Schwenklager eine Drehdurchfüh­ rung 9 für die Hydraulikzufuhr zum Hydromotor vorgesehen ist und im unteren Schwenklager ein Drehwinkelsensor 10. Mit 14 ist eine Achsfaust bezeichnet und mit 12 eine Nabe.

Der Hydromotor wird bei dem erfindungsgemäßen Radan­ trieb direkt an den Radkopf angeflanscht, sodass eine im Mittelbereich platzsparende Bauweise ermöglicht wird, die weder einen Kegeltrieb in Achsmitte noch Gelenkwellen er­ fordert. Aufgrund der hohen erzielbaren Übersetzung durch den als zweistufigen Planetentrieb 2 ausgebildeten Plane­ tentrieb ist es möglich, einen schnell laufenden Hydromotor 1 einzusetzen, der eine geringere Verlustleistung aufweist. Wegen der seitlich offenen Bauweise der Achsfaust 14 ist es auch möglich, den Hydromotor 1 ohne Demontage des Radkopfes zu wechseln, indem der Radkopf bei demontierten Spurstangen ausgeschwenkt wird. Dadurch wird die Gesamtlänge der Achse verringert, so daß die optimale Verladespurweite erreicht wird. Mit der Anordnung der umgreifenden Achsfaust 14 las­ sen sich bei speziellen Felgen Lenkwinkel im Bereich von 33° darstellen. Die Position für die Drehdurchführung 9 im oberen Schwenklager 7 ist derart gewählt, dass die Hydrau­ likversorgung über eine feste Verrohrung zum Hydromotor 1 hin ausgeführt werden kann.

Der Drehwinkelsensor 10 im unteren Schwenklager mißt die Verdrehung zwischen Gelenkgehäuse und Achsfaust 14 im unteren Schwenklager. Dieser Drehwinkelsensor 10 liefert ein Ausgangssignal, welches für die Steuerung oder Regelung der Lenkung des mit dem erfindungsgemäßen Radantrieb verse­ henen Fahrzeugs verwendet wird.

Das freie Durchschwenken des Hydromotors ermöglicht al­ so einen größeren Lenkwinkel als bei den bekannten Lösun­ gen; eine Möglichkeit der Selbstreinigung der Achsfaust wird durch die offenen Seiten ermöglicht, da das Ansammeln von Schmutz innerhalb der Achsfaust vermieden wird; die einheitliche Bauweise der Achsfaust für Single-Reifen und Dual-Reifen führt zu einer modularen Bauweise des Radan­ triebes; die Verladespurweite kann ohne Demontage der Achse eingestellt werden, wobei nur die Spurstange demontiert werden muß; verschiedene Spurweiten können eingestellt wer­ den, da keine Gelenkwellen einzusetzen sind, wenn ein Achs­ mittentrieb vorhanden ist; der Hydromotor und/oder der Drehwinkelsensor kann ohne Demontage der Achse oder des Radkopfes gegebenenfalls ausgetauscht werden; schließlich wird noch eine Gewichtsoptimierung der beteiligten Struk­ turteile erzielt.

Bezugszeichenliste

1

Hydromotor

2

Planetentrieb

3

Sonnenradwelle

4

Planetenträger

5

Hohlrad

6

Planetenrad

7

Lagerbolzen für das obere Schwenklager

8

Lagerbolzen für das untere Schwenklager

9

Drehdurchführung

10

Drehwinkelsensor

11

Zentrierstufe

12

Nabe

13

Planetenträger

14

Achsfaust

Claims (1)

1. Radantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein land- oder forstwirtschaftliches Fahrzeug mit Vierradlenkung mit einem Hydromotor, mit einer Hydraulikversorgung für den Hydromotor, mit einem Planetentrieb und mit einem oberen und einem unteren Schwenklager, gekennzeichnet durch die folgende Kombination:

   • a) der Hydromotor (1) ist direkt am Radkopf an­ geflanscht;
   • b) der Planetentrieb (2) ist ein zweistufiger Plane­ tentrieb;
   • c) die Achsfaust (14) umgibt das Gelenkgehäuse;
   • d) die Hydraulikversorgung weist eine Drehdurchführung (9) im oberen Schwenklager auf;
   • e) die Verbindung zwischen dem oberen Schwenklager und dem Hydromotor besteht aus einer fest verlegten Rohrlei­ tung; und
   • f) das untere Schwenklager ist mit einem Drehwinkel­ sensor (10) versehen.