DE102011056580A1

DE102011056580A1 - Körperschallabgekoppelte hydrostatische Antriebseinheit mit einer Tragzapfenlagerung der Zylindertrommel

Info

Publication number: DE102011056580A1
Application number: DE201110056580
Authority: DE
Inventors: Martin Bergmann
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Antriebseinheit (1) mit mindestens einem in einem Motorgehäuse (3) angeordneten hydrostatischen Axialkolbenmotor (2a; 2b) in Schrägscheibenbauweise und einem Tragflansch (5), wobei das Motorgehäuse (3) an dem Tragflansch (5) zur Körperschallabkopplung des Motorgehäuses (3) mittels schwingungsdämpfender Mittel (6) aufgehängt ist. Die Aufgabe, eine derartige Antriebseinheit zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich des Bauaufwandes vereinfacht ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine drehbare Zylindertrommel (25a; 25b) des Axialkolbenmotors (2a; 2b) auf einem in eine zentrische Ausnehmung (101a; 101b) der Zylindertrommel (25a; 25b) hineinragenden Tragzapfen (100a; 100b) des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses (3) mittels eines Lagers (102a; 102b) drehbar gelagert ist, und eine mit der Zylindertrommel (25a; 25b) gekoppelte Triebwelle (7a; 7b) des Axialkolbenmotors (2a; 2b) als Steckwelle ausgebildet ist, die ohne weiteres Lager in dem körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse (3) drehbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Antriebseinheit mit mindestens einem in einem Motorgehäuse angeordneten hydrostatischen Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise und einem Tragflansch, wobei das Motorgehäuse an dem Tragflansch zur Körperschallabkopplung des Motorgehäuses mittels schwingungsdämpfender Mittel aufgehängt ist.
Derartige Antriebseinheiten werden in stationären und mobilen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in Fahrzeugen als Fahrantrieb oder Drehwerksantrieb. Der hydrostatische Axialkolbenmotor ist hierbei mittels hydraulischer Anschlussleitungen, die von Rohrleitungen oder Schlauchleitungen gebildet sind, mit einer Pumpe verbunden. Bei dem Axialkolbenmotor entstehen aufgrund der Pulsation des Volumenstroms in den Anschlussleitungen der Antriebseinheit pulsierende Druckkräfte in den Verdrängerräumen des Axialkolbenmotors. Diese Druckkräfte werden auf das Motorgehäuse des Axialkolbenmotors übertragen, wodurch Körperschall entsteht. Sofern der Axialkolbenmotor mit dem Motorgehäuse und entsprechender Anschlussstellen starr an beispielsweise einem Fahrzeug befestigt ist, wird der Körperschall über die Anschlussstellen in den Fahrzeugkörper eingeleitet. In Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz können an entsprechenden Bauteilen des Fahrzeugs störende Resonanzen auftreten, die zu einem hohen Geräuschpegel führen.
Um diese Übertragung des Körperschalls auf die Fahrzeugstruktur und den Fahrzeugkörper zu vermeiden, ist es bekannt, das Motorgehäuse mit dem Axialkolbenmotor mittels schwingungsdämpfender Mittel körperschallabgekoppelt an einem Tragflansch aufzuhängen, beispielsweise innerhalb eines Achsgehäuse einer Antriebsachse. Bekannte Axialkolbenmotoren weisen eine mit einer Triebwelle drehfest verbundene Zylindertrommel auf, wobei die Triebwelle mittels zweier Lager, beispielsweise angestellter und vorgespannter Kegelrollenlager als Wälzlager, in dem körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse beidseitig drehbar gelagert ist.
Die Zylindertrommel ist somit über die Triebwelle indirekt in dem Motorgehäuse gelagert. In dem Motorgehäuse sind für die beiden Lager zwei entsprechend genau herzustellende Bohrungen erforderlich, die einen hohen Bauaufwand für das Motorgehäuse verursachen. Weiterhin führt bei angestellten und vorgespannten Kegelrollenlagern die erforderliche Einstellung des Lagerspiels der beiden in dem Motorgehäuse angeordneten Kegelrollenlager zu einer weiteren Erhöhung des Bauaufwandes. Da die körperschallabgekoppelte Aufhängung des Motorgehäuses an dem Tragflansch, beispielsweise innerhalb des Achsgehäuses, bei Stößen aufgrund von Massenträgheitskräfte und Massenträgheitsmomente sowie bei Vibrationen zu Verlagerungen des Motorgehäuses gegenüber dem Tragflansch führt, ist zur Übertragung des Drehmoments von der in dem Motorgehäuse drehbar gelagerten Triebwelle auf ein Abriebselement, beispielsweise einen Radantrieb einer Antriebsachse mit einem Untersetzungsgetriebe, eine Zwischenwelle erforderlich, die mittels einer drehmomentübertragenden und die Verlagerungen des Motorgehäuse ausgleichenden Kupplungseinrichtung, beispielsweise einer aufwändigen Mitnahmeverzahnung, mit der Triebwelle verbunden ist. Die koaxiale Anordnung der Triebwelle und der Zwischenwelle, die über einen Zahneingriff mit dem Abtriebselement, beispielsweise einem Untersetzungsgetriebe, in Eingriff steht, führt bei gegebener axialer Baulänge weiterhin zu einer in der Länge beschränkten Ausführung der Zwischenwelle, so dass bei einer senkrecht zur Drehachse des Axialkolbenmotors gerichteten Verlagerung des körperschallabgekoppelten Motorgehäuses bei entsprechenden Stößen oder Vibrationen des Motorgehäuses ungünstige Hebelverhältnisse entstehen, die zu hohen Winkelschiefstellungen an den Verzahnungsflanken des Zahneingriffs zwischen der Zwischenwelle und dem Abriebselement führen, wodurch für den Zahneingriff der Zwischenwelle mit dem Abtriebselement weiterhin ein hoher Bauaufwand erforderlich ist, um das Drehmoment des Axialkolbenmotors übertragen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Antriebseinheit der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich des Bauaufwandes vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine drehbare Zylindertrommel des Axialkolbenmotors auf einem in eine zentrische Ausnehmung der Zylindertrommel hineinragenden Tragzapfen des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, und eine mit der Zylindertrommel gekoppelte Triebwelle des Axialkolbenmotors als Steckwelle ausgebildet ist, die ohne weiteres Lager in dem körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse drehbar gelagert ist.
Erfindungsgemäß ist die drehbare Zylindertrommel des Axialkolbenmotors auf einem in eine zentrische Ausnehmung der Zylindertrommel hineinragenden Tragzapfen des Motorgehäuses mittels eines einzigen Lagers drehbar gelagert. Dies führt zu einer direkten Lagerung der drehbaren Zylindertrommel an dem körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse mit einem einzigen innen angeordneten Lager zwischen der Zylindertrommel und einem Tragzapfen des Motorgehäuses. Die direkte Innenlagerung der drehbaren Zylindertrommel auf dem Tragzapfen des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses ermöglicht weiterhin, eine mit der Zylindertrommel gekoppelte Triebwelle des Axialkolbenmotors als fliegend gelagerte Steckwelle auszubilden, die ohne weiteres Lager in dem Motorgehäuse drehbar gelagert ist. Die Triebwelle ist somit in Bezug auf den Axialkolbenmotor als Steckwelle ausgebildet und verfügt über keine eigene Lagerung im Motorgehäuse. Eine derartige direkte Innenlagerung der drehbaren Zylindertrommel auf dem Tragzapfen des Motorgehäuses anstelle einer indirekten Lagerung der Zylindertrommel auf einer beidseitig im Motorgehäuse mit zwei Lagern drehbar gelagerten Triebwelle des Standes der Technik ermöglich einen vereinfachten und kostengünstigen Aufbau des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses und der Antriebeinheit, da lediglich ein einziges Lager zur Lagerung der Zylindertrommel erforderlich ist und die Triebwelle ohne eigene Lager fliegend gelagert werden kann. Gegenüber einer Antriebseinheit des Standes der Technik kann somit ein Lager mit der entsprechenden Bohrung im körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse entfallen, wodurch der Bauaufwand für das Motorgehäuse und die Antriebseinheit verringert werden kann. Der Entfall eines Lagers mit der entsprechenden Bohrung in dem Motorgehäuse ermöglicht weiterhin, das Motorgehäuse einfacher, kompakter, leichter und somit kostengünstiger auszuführen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Tragzapfen an einer Steuerbodenaufnahme des Axialkolbenmotors befestigt oder einstückig angeformt. Ein derartiger Tragzapfen, der an einer Steuerbodenaufnahme des Axialkolbenmotors einstückig angeformt oder befestigt ist, ermöglicht es auf einfache Weise, die Zylindertrommel mittels eines einzigen Lagers direkt im Motorgehäuse zu lagern.
Mit besonderem Vorteil ist das Lager als Loslager, insbesondere Rollenlager, ausgebildet. Hierdurch wird ermöglicht, dass sich die Zylindertrommel des Axialkolbenmotors in axialer Richtung bewegen und an einen Steuerspiegel der Steuerbodenaufnahme anpassen und anlegen kann. Gegenüber einer Lagerung beidseitig gelagerten Triebwelle des Standes der Technik mit angestellten und vorgespannten Kegelrollenlagern kann bei der erfindungsgemäßen Lagerung der Zylindertrommel auf dem Tragzapfen des Motorgehäuses der Bauaufwand und Herstellaufwand weiter verringert werden, da kein aufwändiges Einstellen des Lagerspiels erforderlich ist.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Triebwelle als Getriebeeingangswelle eines Untersetzungsgetriebes ausgebildet ist, insbesondere als Sonnenradwelle eines als Planetengetriebes ausgebildeten Untersetzungsgetriebes. Die erfindungsgemäße Lagerung der Zylindertrommel auf dem Tragzapfen des körperschallabgekoppelten Motorgehäuses ermöglicht es weiterhin, die als fliegend gelagerte Steckwelle ausgeführte Triebwelle des Axialkolbenmotors unmittelbar als Getriebeeingangswelle auszubilden. Die als fliegend gelagerte Steckwelle ausgeführte Triebwelle behindert hierbei die aus Stößen und Vibrationen herrührenden Verlagerungen des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses nicht, so dass gegenüber dem Stand der Technik der Bauaufwand durch den Entfall einer Zwischenwelle mit einer aufwändigen Kupplungseinrichtung weiter verringert werden kann. Zudem können bei gegebener axialer Baulänge mit einer als Getriebeeingangswelle ausgebildeten Triebwelle durch die Verlängerung der Triebwelle und den Entfall der Zwischenwelle bei einer Verlagerung des körperschallabgekoppelten Motorgehäuses gegenüber dem Tragflansch in senkrecht zur Drehachse der Axialkolbenmaschine gerichteten Richtungen günstige Hebelverhältnisse erzielt, die zu geringen Winkelschiefstellungen an den Verzahnungsflanken des Zahneingriffs zwischen der als Getriebeeingangswelle ausgebildeten Triebwelle und dem Abriebselement führen, so dass der Zahneingriff zwischen Triebwelle und Abtriebselement bei günstigen Herstellaufwand eine hohe Lebensdauer aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Motorgehäuse an mehreren Befestigungspunkten mittels jeweils eines schwingungsdämpfenden Abkopplungselementes, insbesondere identisch aufgebauten, buchsenförmigen Abkopplungselementen, an dem Tragflansch in einer Mehrpunktaufhängung aufgehängt ist, wobei die Abkopplungselemente derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine Kraftübertragung zwischen Motorgehäuses und Tragflansch in drei translatorischen Freiheitsgraden und eine Drehmomentübertragung in drei rotatorischen Freiheitsgraden zwischen Motorgehäuse und Tragflansch erfolgt. Das Motorgehäuse ist somit mit mehreren bevorzugt identischen buchsenförmigen Abkopplungselemente in einer Mehrpunktaufhängung als schwingungsdämpfendes Mittel an dem Tragflansch aufgehängt, wodurch das Motorgehäuses an dem Tragflansch mit einer einen einfachen Bauaufwand aufweisenden maschineninterne Körperschallabkopplung aufgehängt werden kann und wodurch die Ausbreitung des Körperschalls in der Übertragungskette möglichst früh in der Intensität gemindert wird. Durch die Mehrpunktaufhängung und die Anordnung von mehreren bevorzugt identischen buchsenförmigen Abkopplungselementen zwischen dem Tragflach und dem Motorgehäuse derart, dass Kräfte und Drehmomente in allen sechs Freiheitsgraden übertragen werden, wird mit mehreren einfach aufgebauten buchsenförmigen Abkopplungselementen in Verbindung mit der Mehrpunktaufhängung eine Verbindung und Anbindung des Motorgehäuses an dem Tragflansch in allen sechs Freiheitsgraden erzielt und somit mit den akustisch wirksamen Abkopplungselementen eine Körperschallabkopplung des Motorgehäuses gegenüber dem Tragflansch erzielt. Mit einer Mehrpunktaufhängung des Motorgehäuses an dem Tragflansch wird zudem auf einfache Weise ermöglicht, dass die Abkopplungselemente lediglich das Antriebs- bzw. Abtriebsdrehmoment des Axialkolbenmotors an dem Tragflansch abstützten und übertragen sowie die durch Stöße hervorgerufenen Massenträgheitskräfte und Massenträgheitsmomente des Motorgehäuses mit der Axialkolbenmotors an den Tragflansch übertragen, so dass klein bauende und einen geringen Bauaufwand aufweisende buchsenförmige Abkopplungselemente zur Körperschallabkopplung verwendet werden können, die zu keiner Vergrößerung des Bauraums der hydrostatischen Antriebseinheit führen. Bei der Erfindung wird durch die Tragzapfenlagerung der Zylindertrommel und die als Steckwelle ausgeführte Triebwelle erzielt, dass das Motorgehäuse mit dem Axialkolbenmotor eine geringe zu federnde Masse aufweist, so dass sich ein geringer Bauaufwand für die Abkopplungselemente erzielen lässt.
Mit besonderem Vorteil sind die Befestigungspunkte konzentrisch zu einer Drehachse des Axialkolbenmotors und mit radialem Abstand von der Drehachse beabstandet angeordnet, wobei die mehreren Befestigungspunkte in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Mit mehreren konzentrisch zur Drehachse des Axialkolbenmotors und über den Umfang verteilt angeordneten Befestigungspunkten, die jeweils mit einem buchsenförmigen Abkopplungselement versehen sind, und somit einer konzentrischen Anordnung der Abkopplungselemente können auf einfache Weise Drehmomente mit einer Wirkrichtung um drei senkrecht zueinander stehenden Richtungen und somit in drei rotatorischen Freiheitsgraden und Kräfte in mehreren senkrecht zueinander stehenden Richtungen übertragen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Abkopplungselemente jeweils von einer elastischen Buchse gebildet, die mit einer Außenmantelfläche in eine Aufnahmebohrung eingesetzt ist und mit einer Innenmantelfläche auf einem zapfenförmigen Träger angeordnet ist. Derartige elastische Buchsen, die zwischen einem zapfenförmigen Träger und einer Aufnahmebohrung angeordnet sind, ermöglicht es auf einfache Weise, eine Körperschallabkopplung des Motorgehäuses des Axialkolbenmotors gegenüber dem Tragflansch mit geringem Bauraumbedarf und Bauaufwand für die Buchsen zu erzielen. Eine entsprechende Aufnahmebohrung und ein zapfenförmiger Träger für jede elastische Buchse, die in Verbindung mit der entsprechenden elastischen Buchse einen entsprechenden Befestigungspunkt der Mehrpunktaufhängung bilden, sind weiterhin auf einfache Weise und mit geringem Herstellaufwand herstellbar, so dass sich ebenfalls ein geringer Bauaufwand für die von dem zapfenförmigen Träger und der entsprechenden Aufnahmebohrung gebildeten Anschlussbauteile der elastischen Buchsen ergibt. Mit derartigen elastischen Buchsen, die jeweils zwischen einer Aufnahmebohrung und einem zapfenförmigen Träger als Befestigungspunkt angeordnet sind, wird es auf einfache Weise ermöglicht, Kräfte in radialen Richtungen der elastischen Buchsen und in drei senkrecht zueinander stehenden Richtungen und somit in drei translatorischen Freiheitsgraden zu übertragen.
Mit besonderem Vorteil sind die Aufnahmebohrung an dem Motorgehäuse und der zapfenförmige Träger an dem Tragflansch ausgebildet. Mit den zwischen dem zapfenförmigen Träger und der Aufnahmebohrung angeordneten Buchsen kann somit auf einfache Weise und mit geringem Bauaufwand die Körperschallabkopplung und akustische Trennung des Motorgehäuses von dem Tragflansch erzielt werden.
Selbstverständlich ist eine kinematische Umkehr möglich, bei der der zapfenförmige Träger an dem Motorgehäuse und die Aufnahmebohrung an dem Tragflansch ausgebildet sind.
Mit besonderem Vorteil sind die Abkopplungselemente jeweils mit beiden Stirnseiten zwischen dem Motorgehäuse und dem Tragflansch eingespannt. Hierdurch können auf einfache Weise Kräfte in Längsrichtung der elastischen Buchsen übertragen werden. Das Abkopplungselement kann hierzu an einer ersten Stirnseite im radial inneren Bereich und an einer gegenüberliegenden Stirnseite am radial äußeren Bereich an einer Axialsicherung abgestützt sein. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Einspannung der elastischen Buchsen mit beiden Stirnseiten zwischen dem Motorgehäuse und dem Tragflansch erzielt werden, um Kräfte in Längsrichtung der elastischen Buchsen zu übertragen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Motorgehäuse flüssigkeitsdicht abgedichtet, wobei eine die Triebwelle umgebende Buchse kippbeweglich in dem Motorgehäuse und dem Tragflansch angeordnet ist. Mit einer kippbeweglich zwischen dem Motorgehäuse und dem Tragflansch angeordneten Buchse kann auf einfache Weise eine Abdichtung des ölgefüllten Motorgehäuses, in dem der Axialkolbenmotor angeordnet ist und das mittels der Abkopplungselemente bezüglich des Tragflansches beweglich angeordnet ist, gegenüber der Umgebung erzielt werden.
Mit besonderem Vorteil ist gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung die Buchse mit einem Spiel in dem Motorgehäuse und dem Tragflansch angeordnet und mittels Dichtungseinrichtungen, insbesondere Elastomerdichtungen, gegenüber dem Tragflansch und dem Motorgehäuse flüssigkeitsdicht abgedichtet und an dem Tragflansch sowie dem Motorgehäuse geführt. Durch die mit Spiel in dem Motorgehäuse und dem Tragflansch angeordnete Buchse, die mittels Dichtungseinrichtungen an dem Motorgehäuse und dem Tragflansch geführt ist, kann auf einfache Weise eine flüssigkeitsdichte Abdichtung des Motorgehäuses erzielt werden und in Verbindung mit den Dichtungseinrichtungen, mittels denen die Buchse in dem Motorgehäuse und dem Tragflansch geführt ist, eine Körperschallübertragung über die Buchse verhindert werden.
Die Abkopplungselemente können als Gummi-Metall-Verbund-Federn, insbesondere Gummi-Metall-Buchsen, ausgebildet sein, die bevorzugt aus Naturkautschuk bestehen. Ebenfalls ist es möglich, die Abkopplungselemente als Elastomer-Metall-Verbund-Federn, insbesondere Elastomer-Metall-Buchsen, auszubilden. Alternativ können die Abkopplungselemente als Kunststoffbuchsen ausgebildet sein. Eine wirksame Körperschallabkopplung ist ebenfalls möglich, wenn die Abkopplungselemente als Metalldrahtgeflechtbuchsen ausgebildet sind. Eine Körperschallabkopplung ist ebenfalls erzielbar, wenn die Abkopplungselemente als Lagerbuchsen mit einer Flüssigkeitsdämpfung ausgebildet sind.
Die Antriebeinheit kann als hydrostatischer Antriebsmotor zum Antrieb eines Verbrauchers ausgebildet sein, wobei der Tragflansch bei stationären Anwendungen an einem stationären Bauteil oder bei mobilen Anwendungen an einem Fahrzeugkörper befestigt oder als Teil eines Fahrzeugkörpers ausgebildet werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebseinheit als Radantrieb oder als Antriebsachse ausgebildet, wobei der Tragflansch als Radnabengehäuse oder Achsgehäuse bzw. als Bestandteil eines Radnabengehäuses oder eines Achsgehäuses ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäßen Körperschallabkopplung und Aufhängung des Motorgehäuses gegenüber dem Tragflansch, wobei über die Abkopplungselemente durch die Mehrpunktaufhängung keine Radlasten übertragen werden, kann eine Körperschallübertragung von dem Motorgehäuse auf ein Achsgehäuse bzw. auf ein Radnabengehäuse mit einfachem Aufbau und bei geringen Herstellungskosten erzielt werden. Die erfindungsgemäße Lagerung der Zylindertrommel des Axialkolbenmotors auf einem Tragzapfen des Motorgehäuses führt weiterhin zu einem einfach aufgebauten, kompakten und leichten körperschallabgekoppelten Motorgehäuse, so dass insgesamt eine hydrostatische Antriebseinheit mit einem geringen Bauaufwand erzielt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebsachse mit zwei Axialkolbenmotoren zum Antrieb jeweils eines als drehbare Nabe ausgebildeten Abtriebselements versehen, wobei die Axialkolbenmotoren ein gemeinsames Motorgehäuse aufweisen, das mittels der Abkopplungselemente in dem Achsgehäuse körperschallabgekoppelt aufgehängt ist. Bei einer derartigen Antriebsachse mit zwei Axialkolbenmotoren, die im Sinne eines Einzelradantriebs jeweils eine Nabe antreiben, kann mit der erfindungsgemäßen Tragzapfenlagerung der Zylindertrommeln auf einfache Weise und bei geringem Bauraumbedarf eine Körperschallabkopplung des in dem Achsgehäuse angeordneten gemeinsamen Motorgehäuses erzielt werden. Die Anordnung der Abkopplungselemente innerhalb des Achsgehäuses führt weiterhin zu einer vor Umwelteinflüssen, beispielsweise UV-Strahlung und Feuchtigkeit geschützten Anordnung der Abkopplungselemente.
Eine direkte Innenlagerung der entsprechenden Zylindertrommeln der zwei Axialkolbenmotoren auf einem entsprechenden Tragzapfen mittels jeweils lediglich eines einzigen Lagers kann hierbei mit geringem Bauaufwand für das gemeinsame Motorgehäuse erzielt werden, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Motorgehäuse gegenüberliegend zu dem Tragzapfen einen zweiten Tragzapfen aufweist, wobei eine drehbare Zylindertrommel des zweiten Axialkolbenmotors auf dem in eine zentrische Ausnehmung der Zylindertrommel hineinragenden zweiten Tragzapfen des Motorgehäuses mittels eines Lagers drehbar gelagert ist und eine mit der zweiten Zylindertrommel gekoppelte Triebwelle des zweiten Axialkolbenmotors als Steckwelle ausgebildet ist, die ohne weiteres Lager in dem Motorgehäuse drehbar gelagert ist. Ein derartiges Motorgehäuse, in dem auf dem entsprechenden Tragzapfen die Zylindertrommel des entsprechenden Axialkolbenmotors gelagert ist und bei der beide Triebwellen als fliegend gelagerte Steckwellen ausgeführt werden, ermöglicht einen einfachen, kompakten, leichten und kostengünstigen Aufbau des Motorgehäuses und somit einer Antriebsachse mit einem in dem Achsgehäuse körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine Antriebseinheit des Standes der Technik,
2 eine erfindungsgemäße Antriebseinheit in einem Längsschnitt und
3 einen Ausschnitt der 2 in einer vergrößerten Darstellung.
In der 1 ist eine als Antriebsachse ausgebildete hydrostatische Antriebseinheit 1 des Standes der Technik dargestellt.
Die Antriebseinheit 1 umfasst zwei Axialkolbenmotore 2a, 2b, die in einem gemeinsamen Motorgehäuse 3 angeordnet sind. Das Motorgehäuse 3 ist innerhalb eines bevorzugt rohrförmigen Achsgehäuses 4 angeordnet, das einen Tragflansch 5 bildet. Das Motorgehäuse 3 ist in dem als Achsgehäuse 4 ausgebildete Tragflansch 5 mittels eines schwingungsdämpfenden Mittels 6 befestigt, um eine Körperschallabkopplung des Motorgehäuse 3 mit den darin angeordneten Axialkolbenmotoren 2a, 2b gegenüber dem Tragflansch 5 und somit dem Achsgehäuse 4 in drei translatorischen und drei rotatorischen Richtungen und somit in allen sechs Freiheitsgraden zu erzielen.
Die Axialkolbenmotoren 2a, 2b weisen jeweils eine Triebwelle 7a, 7b auf, die auf nicht näher dargestellte Weise jeweils mittels zwei als Wälzlager ausgebildeter Lagern in dem Motorgehäuse 3 drehbar gelagert. Die nicht näher dargestellte drehbare Zylindertrommel des entsprechenden Axialkolbenmotors 2a, 2b steht jeweils mittels einer Mitnahmeverzahnung mit der in dem Motorgehäuse 3 beidseitig gelagerten Triebwelle 7a bzw. 7b in Verbindung. Hierdurch ergibt sich eine indirekte Lagerung der entsprechenden Zylindertrommel auf der jeweils beidseitig in dem Motorgehäuse 3 gelagerten Triebwelle 7a, 7b. Bei bekannten Ausführungen sind die beiden Lager der Triebwelle 7a bzw. 7b als angestellte und vorgespannte Kegelrollenlager, beispielsweise in X-Anordnung, ausgebildet, die ein Einstellen des Lagerspiels erfordern. Für die beidseitige Lagerung der jeweiligen Triebwelle 7a bzw. 7b sind in dem Motorgehäuse 3 jeweils zwei Bohrungen für die entsprechenden Lager erforderlich.
Die Triebwellen 7a, 7b stehen unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 8a, 8b zum Antrieb mit einem als drehbare Nabe 9a, 9b ausgebildeten Abtriebselement 10a, 10b in trieblicher Verbindung stehen. Das Untersetzungsgetriebe 8a, 8b ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Planetengetriebe ausgebildet mit einer als Sonnenradwelle ausgebildeten Zwischenwelle 11a, 11b, einem Planetenräder tragenden Planetenträger 12a, 12b und einem Hohlrad 13a, 13b. Die als Sonnenradwelle ausgebildete Zwischenwelle 11a, 11b steht mittels einer als Mitnahmeverzahnung ausgebildeten Kupplungseinrichtung 14a, 14b mit der Triebwelle 7a, 7b des Axialkolbenmotors 2a, 2b in Verbindung, um einen Winkelausgleich und Ausgleich eines Koaxialitätsfehlers zwischen der in dem körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse 3 gelagerten Triebwelle 7a, 7b und dem Zahneingriff mit den Planetenrädern bei einer Verlagerung des Motorgehäuses 3 zu ermöglichen, insbesondere einer Verlagerung des Motorgehäuses 3 in senkrechten Richtungen der Längsachse L der Antriebsachse 4 und somit der Drehachse D des Axialkolbenmotors 2a, 2b bei Stößen oder Vibrationen. Die Kupplungseinrichtung 14a, 14b ist hierbei von einer Außenverzahnung der Triebwelle 7a, 7b und einer in einer topfartigen Erweiterung der Zwischenwelle 11a, 11b angeordneten Innenverzahnung gebildet. Das Hohlrad 13a, 13b ist drehfest an dem Achsgehäuse 4 befestigt und steht der Planetenträger 12a, 12b mit dem als Nabe 9a, 9b ausgebildeten Abtriebselement 10a, 10b zu dessen Antrieb in Verbindung.
Das als Nabe 9a, 9b ausgebildete Abtriebselement 10a, 10b ist in einem Nabenträger 15a, 15b mittels einer von zwei Lagern bestehenden Radlagerung 16a, 16b drehbar gelagert. Der Nabenträger 15a, 15b ist hierbei jeweils an einem Achsende an dem Achsgehäuse 4 befestigt.
Die Nabe 9a, 9b ist jeweils mit einem Radflansch 17a, 17b zur Aufnahme einer Radfelge eines Antriebsrades versehen.
In der 1 ist weiterhin ein an dem als Achsgehäuse 4 ausgebildeten Tragflansch 5 ausgebildeter Befestigungsflansch 18 dargestellt, mit dem der Tragflansch 5 und somit das Achsgehäuse 4 an einem Fahrzeugkörper 19 eines Fahrzeugs, beispielsweise einer als Gabelstapler ausgebildeten mobilen Arbeitsmaschine, starr befestigbar ist. Der Befestigungsflansch 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von zwei Flanschplatten 18a, 18b gebildet, mittels denen der Tragflansch 5 und somit die Antriebsachse über Verschraubungen 20 mit dem Fahrzeugkörper 19 starr verbindbar ist.
In der 1 sind weiterhin gemeinsame hydraulische Anschlussleitungen 21a, 21b dargestellt, mittels denen die Axialkolbenmotore 2a, 2b mit Druckmittel versorgbar sind. Die Anschlussleitungen 21a, 21b bilden hierbei eine entsprechende Zulaufleitung und eine Ablaufleitung der Axialkolbenmotore 2a, 2b.
Bei der Ausführung der Antriebseinheit des Standes der Technik ist nachteilig, dass für die Lagerung der Triebwelle 7a bzw. 7b in dem Motorgehäuse 3 jeweils zwei aufwändige Lager, beispielsweise als Kegelrollenlager ausgebildete Wälzlager, erforderlich sind, die in Verbindung mit den erforderlichen Bohrungen für die Lager in dem Motorgehäuse 3 zu einem entsprechend hohen Bauaufwand führen. Zudem ist eine Zwischenwelle 11a, 11b mit einer aufwändige Kupplungseinrichtung 14 zwischen der Triebwelle 7a bzw. 7b und der entsprechenden Zwischenwelle 11a bzw. 11b erforderlich, um die aus Stößen und Vibrationen herrührenden Verlagerung des körperschallabgekoppelt in dem Achsgehäuse 4 aufgehängten Motorgehäuses 3 ausgleichen zu können. Weiterhin führt die koaxiale Anordnung der Triebwelle 7a, 7b mit der entsprechenden Zwischenwelle 11a, 11b bei vorgegebener Länge des Achsgehäuses 4 zu einer beschränkten Länge der Zwischenwelle 11a, 11b, so dass sich ungünstige Hebelverhältnisse ergeben, die bei einer Verlagerung des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses 3 senkrecht zu der Drehachse D bzw. der Längsachse L zu einer hohen Winkelschiefstellung an den Verzahnungsflanken und dem Zahneingriff zwischen der als Sonnenrad ausgebildeten Zwischenwelle 11a, 11b und den Planetenrädern des Untersetzungsgetrieben 8a, 8b führt.
In den 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße als Antriebsachse ausgebildete hydrostatische Antriebseinheit 1 dargestellt. Die 2 zeigt die Antriebsachse in einem Längsschnitt. In der 3 ist das Motorgehäuse 3 mit einer körperschallabgekoppelten Aufhängung in einer vergrößerten Darstellung dargestellt. Mit der 1 übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Axialkolbenmotoren 2a, 2b sind in einem gemeinsamen Motorgehäuse 3 angeordnet, das ist innerhalb eines bevorzugt rohrförmigen Achsgehäuses 4 mittels eines Tragflansches 5 körperschallabgekoppelt aufgehängt ist. Das Motorgehäuse 3 ist an dem Tragflansch 5 mittels einer Mehrpunktaufhängung mit mehreren schwingungsdämpfenden Abkopplungselementen 35 als schwingungsdämpfende Mittel 6 befestigt, um einen Körperschallabkopplung des Motorgehäuses 3 mit den darin angeordneten Axialkolbenmotoren 2a, 2b gegenüber dem Tragflansch 5 und somit dem Achsgehäuse 4 zu erzielen.
Die Axialkolbenmotoren 2a, 2b weisen jeweils eine Triebwelle 7a, 7b auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 8a, 8b zum Antrieb mit einem als drehbaren Nabe 9a, 9b ausgebildeten Abtriebselement 10a, 10b in trieblicher Verbindung stehen. Das Untersetzungsgetriebe 8a, 8b ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Planetengetriebe ausgebildet mit einer als Sonnenradwelle ausgebildeten Triebwelle 7a, 7b, einem Planetenräder tragenden Planetenträger 12a, 12b und einem Hohlrad 13a, 13b. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hohlrad 13a, 13b drehfest an dem Achsgehäuse 4 befestigt und steht der Planetenträger 12a, 12b mit der Nabe 9a, 9b zu deren Antrieb in Verbindung.
Die Nabe 9a, 9b ist in einem Nabenträger 15a, 15b mittels einer von zwei Lagern bestehenden Radlagerung 16a, 16b drehbar gelagert. Der Nabenträger 15a, 15b ist hierbei an dem entsprechenden Achsende des Achsgehäuses 4 befestigt.
Die Nabe 9a, 9b ist jeweils mit einem Radflansch 17a, 17b zur Aufnahme einer Radfelge eines Antriebsrades versehen. Die Axialkolbenmotoren 2a, 2b stellen somit jeweils einen Radantrieb des entsprechenden Antriebsrades dar.
In der 2 ist weiterhin der an dem als Achsgehäuse 4 ausgebildete Befestigungsflansch 18 dargestellt, mit dem das Achsgehäuse 4 an einem Fahrzeugkörper 19 eines Fahrzeugs, beispielsweise einer als Gabelstapler ausgebildeten mobilen Arbeitsmaschine, starr befestigbar ist. Der Befestigungsflansch 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von zwei Flanschplatten 18a, 18b mit Befestigungsbohrungen gebildet, mittels denen das Achsgehäuse 4 über Verschraubungen 20 mit dem Fahrzeugkörper 19 und entsprechende Zentrierflächen starr verbindbar ist.
Weiterhin können zum Abbremsen der Nabe 9a, 9b nicht näher dargestellte Bremseinrichtungen vorgesehen sein.
Mittels der schwingungsdämpfenden Mittels 6 ist das gemeinsame Motorgehäuse 3 derart an den Tragflansch 5 angebunden und in dem als Achsgehäuse 4 aufgehängt, dass Kräfte in drei senkrecht zueinander stehenden Richtungen und Drehmomente mit einer Wirklinie um diese drei Richtungen zwischen dem Motorgehäuse 3 und dem Tragflansch 5 übertragen werden können. Mittels des schwingungsdämpfenden Mittels 6 wird somit eine Verbindung und Abstützung des Motorgehäuses 3 an dem Tragflansch 5 und somit dem Achsgehäuse 4 in allen drei translatorischen Freiheitsgraden und allen drei rotatorischen Freiheitsgraden erzielt.
In der 3 ist der Bereich der schwingungsabgekoppelten Aufhängung des Motorgehäuses 3 an einem Tragflansch 5 näher dargestellt.
Die in dem gemeinsamen Motorgehäuse 3 angeordneten Axialkolbenmotoren 2a, 2b in Schrägscheibenbauweise weisen jeweils eine um die Drehachse D drehbar gelagerte Zylindertrommel 25a, 25b auf. Das Motorgehäuse 3 besteht aus einer mittig angeordneten Steuerbodenaufnahme 26, die mit den gemeinsamen Anschlussleitungen 21a, 21b verbunden ist und an der nierenförmige Steuerausnehmungen zur Verbindung mit den Verdrängerräumen in den Zylindertrommeln 25a, 25b ausgebildet sind, und an der Steuerbodenaufnahme 26 seitlich befestigten Gehäusen 27a, 27b, in denen die entsprechende Zylindertrommel 25a, 25b drehbar angeordnet ist und in denen jeweils eine entsprechende Schrägscheibe 28a, 28b ausgebildet ist. Die in der Zylindertrommel 25a, 25b angeordneten Kolben des Axialkolbenmotors 2a, 2b stützen sich jeweils mittels einen gelenkig an dem entsprechende Kolben verbundenen Gleitschuhs an der Schrägscheibe 28a, 28b ab.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ist die Steuerbodenaufnahme 26 mit koaxial zur Drehachse D und somit zur der entsprechenden Triebwelle 7a, 7b angeordneten bzw. angeformten Tragzapfen 100a, 100b versehen, die sich jeweils in eine zentrische Ausnehmung 101a, 101b der Zylindertrommel 25a, 25b erstrecken und die drehbare Zylindertrommel 25a, 25b tragen. Radial zwischen der Zylindertrommel 25a, 25b und dem Tragzapfen 100a, 100b ist jeweils ein einziges Lager 102a, 102b angeordnet, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Loslager und Rollenlager ausgebildet ist. Der Tragzapfen 100a, 100b ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils an der Steuerbodenaufnahme 26 einstückig angeformt. Alternativ können entsprechende Tragzapfen an der Steuerbodenaufnahme befestigt werden. Erfindungsgemäß ist somit die Zylindertrommel 25a, 25b des entsprechenden Axialkolbenmotors 2a, 2b mittels eine einzigen Lagers 102a, 102b direkt auf dem Tragzapfen 100a, 100b des Motorgehäuses 3 innen gelagert. Über das Lager 102a, 102b werden hierbei die Querkräfte des Axialkolbenmotors 2a, 2b direkt von der Zylindertrommel 25a, 25b in den Tragzapfen 100a, 100b und somit das Motorgehäuse 3 eingeleitet und dort abgestützt.
Die beiden Tragzapfen 100a, 100b sind hierbei an gegenüberliegenden Seitenflächen, die jeweils eine Steuerbodenaufnahme für einen scheibenförmigen Steuerboden 103a, 103b bilden, der Steuerbodenaufnahme 26 koaxial zur entsprechenden Drehachse D angeordnet.
Die Triebwelle 7a, 7b des entsprechenden Axialkolbenmotors 2a, 2b ist jeweils als Steckwelle ausgebildet, die ohne eigene Lager in dem Motorgehäuse 3 fliegend gelagert ist. Die Triebwelle 7a, 7b steht an einem ersten Ende mittels einer Mitnahmeverzahnung mit der Zylindertrommel 25a, 25b in drehfester Verbindung.
Bei der erfindungsgemäßen Lagerung der Zylindertrommel 25a, 25b auf dem Tragzapfen 100a, 100b stützen sich die Querkräfte des Axialkolbenmotors 2a, 2b direkt über das Lager 102a, 102b und den Tragzapfen 100a, 100b an dem Motorgehäuse 3 ab, so dass die Triebwelle 7a, 7b als querkraftfreier Drehmomentstab ausgebildet ist, der lediglich das Antriebsdrehmoment überträgt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mitnahmeverzahnung und das Lager 102a, 102b im Bereich eines Zylindertrommelhalses der Zylindertrommel 25a, 25b angeordnet.
Die Triebwelle 7a, 7b ist im Bereich der Schrägscheibe 28a, 28b aus dem Motorgehäuse 3 herausgeführt und unmittelbar als Getriebeeingangswelle des entsprechenden Untersetzungsgetriebes 8a, 8b ausgebildet. An dem zweiten Ende ist die als Steckwelle ausgebildete Triebwelle 7a, 7b hierbei mit einer angeformten Verzahnung versehen, die das Sonnenrad des als Planetengetriebes ausgebildeten Untersetzungsgetriebes 8a, 8b bildet.
Das in allen sechs Freiheitsgraden wirksamen schwingungsdämpfenden Mittel 6 zur Körperschallabkopplung des Motorgehäuses 3 gegenüber dem Tragflansch 5 und somit dem Achsgehäuse 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von mehreren Abkopplungselemente 35 gebildet, mit denen das Motorgehäuse 3 an mehreren in einer senkrecht zur Drehachse D angeordneten Ebene liegenden Befestigungspunkten P1, P2 in einer Mehrpunktaufhängung an dem Tragflansch 5 und somit dem Achsgehäuse 4 aufgehängt ist.
Die Befestigungspunkte P1, P2 der Mehrpunktaufhängung und somit die Abkopplungselemente 35 sind hierbei derart angeordnet, dass Kräfte in allen drei translatorischen Richtungen und Drehmomente um allen drei rotatorischen Richtungen von dem Motorgehäuse 3 an den Tragflansch 5 übertragen werden können und somit durch die Abkopplungselemente 35 eine Verbindung des Motorgehäuses 3 mit dem Tragflansch 5 in allen drei translatorischen Freiheitsgraden und allen drei rotatorischen Freiheitsgraden erfolgt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die mehreren Abkopplungselemente 35 identisch aufgebaut und jeweils als elastische Buchse 36, beispielsweise als Gummi-Metall-Buchse oder Elastomer-Metall-Buchse, ausgebildet. Die Gummi-Metall-Buchsen bzw. Elastomer-Metall-Buchsen bestehen jeweils aus einer inneren Metallbuchse und einer äußeren Metallbuchse sowie einem zwischen den Metallbuchsen angeordneten elastischen Gummi bzw. Elastomer.
Die Mehrpunktaufhängung weist bevorzugt mindestens drei Befestigungspunkte P1, P2 auf, von denen in dem Längsschnitt der 2, 3 lediglich zwei Befestigungspunkte dargestellt sind.
Jeder Befestigungspunkt P1, P2 der erfindungsgemäßen Mehrpunktaufhängung ist von einem zapfenförmigen Träger 40 und einer Aufnahmebohrung 41 mit einer dazwischen angeordneten Abkopplungselemente 35 gebildet. An jedem Befestigungspunkt P1, P2 ist hierzu eine elastische Buchse 36 mit der Innenmantelfläche auf dem zapfenförmigen Träger 40 angeordnet und mit einer Außenmantelfläche in die Aufnahmebohrung 41 eingesetzt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmebohrungen 41 an dem Motorgehäuse 3 ausgebildet und ist der Tragflansch 5 mit den zapfenförmigen Trägern 40 versehen. Die zapfenförmigen Träger 40 können hierbei an dem Tragflansch 5 – wie in den 2 und 3 dargestellt ist – einstückig ausgebildet sein oder alternativ von an dem Tragflansch 5 befestigten Tragzapfen gebildet werden. Die Aufnahmebohrungen 41 sind bevorzugt in die Stirnseite des Motorgehäuses 3 eingearbeitet, so dass die elastischen Buchsen 36 der Mehrpunktaufhängung bauraumsparend in die Stirnseite des Motorgehäuses 3 eingebracht sind.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist das Motorgehäuse 3 an beiden Stirnseiten mit einer entsprechenden Mehrpunktaufhängung an einem entsprechenden Tragflansch 5 aufgehängt.
Der Tragflansch 5 ist jeweils von einer scheibenförmigen Trägerplatte gebildet, die in dem rohrförmigen Achsgehäuse 4 mittels entsprechender Befestigungsmittel 45 befestigt ist. Die Befestigungsmittel 45 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als radial angeordnete Befestigungsstifte 46 ausgebildet, die in Aufnahmebohrungen 47 des Achsgehäuses 4 und Aufnahmebohrungen 48 des Tragflansches 5 angeordnet sind.
Die jeweiligen Befestigungspunkte P1, P2 der Mehrpunktaufhängung, die von dem zapfenförmigen Träger 40, der Aufnahmebohrung 41 und der zwischengeschalteten elastischen Buchse 36 gebildet sind, sind konzentrisch zu der Drehachse D und mit einem radialen Abstand zur Drehachse D angeordnet. In Umfangsrichtung sind die jeweiligen Befestigungspunkte bevorzugt gleichmäßig verteilt angeordnet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die als elastische Buchsen 36 ausgebildeten Abkopplungselemente 35 mit ihrer Längsachse in axialer Richtung der Drehachse D und in Richtung der Längsachse L der Antriebsachse 1 angeordnet. Die von den elastischen Buchsen 36 gebildeten Abkopplungselemente 35 sind weiterhin zwischen der Stirnseite des Motorgehäuses 3 und der entsprechenden Stirnseite des Tragflansches 5 angeordnet und somit stirnseitig zwischen dem Motorgehäuse 3 und dem Tragflansch 5 angeordnet. Hierdurch wird ein geringer Bauraumbedarf für die die elastischen Buchsen 36 umfassenden Befestigungspunkte P1, P2 der Mehrpunktaufhängung in radialer Richtung und axialer Richtung erzielt.
Aus der 3 ist weiterhin ersichtlich, dass die als elastische Buchsen 36 ausgebildeten Abkopplungselemente 6 jeweils mit den beiden Stirnseiten zwischen dem Motorgehäuse 3 und dem Tragflansch 5 eingespannt sind.
Jede elastische Buchse 36 ist hierbei an einer ersten Stirnseite im radial inneren Bereich an einer Axialsicherung 50 des Tragflansches 5 und an einer zweiten gegenüberliegenden Stirnseite im radial äußeren Bereich an einer Axialsicherung 51 des Motorgehäuses 3 abgestützt. Die Axialsicherung 50 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Bohrungsabsatz an dem zapfenförmigen Träger 40 gebildet, an dem die elastische Buchse 36 mit einer inneren Metallbuchse anliegt. Die Axialsicherung 51 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Bohrungsabsatz der Aufnahmebohrung 41 gebildet, an dem die elastische Buchse 36 mit einer äußeren Metallbuchse anliegt.
Bei der Erfindung ist weiterhin das Motorgehäuse 3 flüssigkeitsdicht abgedichtet, um eine Abdichtung eines ölgefüllten Innenraums 60 des Motorgehäuses 3, in dem die Axialkolbenmotore 2a bzw. 2b angeordnet ist, gegenüber einem ringförmigen Zwischenraum 61 zu erzielen, der zwischen dem Achsgehäuse 4 und dem in dem Achsgehäuse 4 mittels der Mehrpunktaufhängung körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse 3 ausgebildet ist. Hierzu ist jeweils eine konzentrisch zur Drehachse D angeordnete und die Triebwelle 7a, 7b umgebende Buchse 70a bzw. 70b vorgesehen, die jeweils kippbeweglich in dem Motorgehäuse 3 und dem Tragflansch 5 angeordnet ist. Zur Körperschallabkopplung ist die Buchse 70a, 70b mit radialem Spiel in einer Aufnahmebohrung 71 des Motorgehäuses 3 und einer Aufnahmebohrung 72 des Tragflansches 5 angeordnet. Zur Führung der kippbeweglich angeordneten Buchse 70 in dem Motorgehäuse 3 und dem Tragflansch 5 und zur Abdichtung des Innenraums 60 gegenüber der Umgebung sind Dichtungseinrichtungen 73, 74 vorgesehen. Die Dichtungseinrichtungen 73, 74 sind bevorzugt als Elastomerdichtungen ausgebildet, die in entsprechende Aufnahmenuten des Motorgehäuses 3 und des Tragflansches 5 angeordnet sind.
Die Dichtungseinrichtung 74 ermöglicht weiterhin eine Abdichtung eines in dem Achsgehäuse 4 ausgebildeten und ölgefüllten Getriebeinnenraums 62, in dem jeweils die Untersetzungsgetriebe 8a, 8b und die Radnaben 9a, 9b mit den Radlagerungen 16a, 16b angeordnet sind, gegenüber dem Zwischenraum 61. Um eine Abdichtung des Getriebeinnenraums 62 zum Zwischenraum 61 im Bereich der Kontaktfläche des Tragflansches 5 und dem Achsgehäuses 4 zu erzielen, ist eine entsprechende Dichtungseinrichtung 75, beispielsweise ein Dichtungsring, zwischen der Außenmantelfläche des Tragflansches 5 und der Innenmantelfläche des Hydraulkachsgehäuses 4a angeordnet.
Mit der dargestellten Mehrpunktaufhängung, die aus mehreren konzentrisch zur Drehachse D angeordneten Befestigungspunkte P1, P2 mit entsprechenden Abkopplungselemente 35 gebildet ist, kann mit einfach und bevorzugt identisch aufgebauten elastischen Buchsen 36 eine elastische Aufhängung des Motorgehäuses 3 mit den Axialkolbenmotoren 2a, 2b an dem Tragflansch 5 und somit in dem Achsgehäuse 4 zur Körperschallabkopplung des Motorgehäuses 3 gegenüber dem Tragflansch 5 und somit dem Achsgehäuse 4 erzielt werden.
Die Merkpunktaufhängung mit mehreren einfach aufgebauten Abkopplungselemente 35 ermöglicht hierbei bei geringem Bauaufwand und geringem Bauraumbedarf eine körperschallabgekoppelte Verbindung und Abstützung des Motorgehäuses 3 an dem Tragflansch 5 und somit eine körperschallabgekoppelte Aufhängung des Motorgehäuses 3 in dem rohrförmigen Achsgehäuse 4 mit drei translatorischen Freiheitsgraden und drei rotatorischen Freiheitsgrad, so dass alle sechs Freiheitsgrade abgestützt sind.
Die elastischen Buchsen 36 der Mehrpunktaufhängung sind weiterhin vor Umwelteinflüssen, beispielsweise UV-Strahlung und Feuchtigkeit, geschützt innerhalb des rohrförmigen Achsgehäuses 4 angeordnet, so dass eine hohe Lebensdauer der als Gummi-Metall-Buchsen oder Elastomer-Metall-Buchsen ausgebildeten Buchsen 36 erzielt wird.
Über die als elastischen Buchsen 36 ausgebildeten Abkopplungselemente 35 wird lediglich des Antriebsdrehmoment der Axialkolbenmotoren 2a, 2b und die durch Stöße hervorgerufenen Massenträgheitskräfte bzw. Massenträgheitsmomente des Motorgehäuses 3 an den Tragflansch 5 übertragen und abgestützt. Die Aufnahme und Einleitung der Radkräfte an der Radnabe 9a, 9b und der Ritzelkräfte der Untersetzungsgetriebe 8a, 8b erfolgt direkt über das Achsgehäuse 4 und den Befestigungsflansch 18 in den Fahrzeugkörper 19. Für die Auslegung und erforderliche Baugröße der Abkopplungselemente 35 ergeben sich hierdurch Vorteile, da die entstehenden Kräfte und Drehmomente auf die Abkopplungselemente 35 einerseits in der Größe bekannt sind und andererseits in Bezug auf die auftretenden Radkräfte von einer geringen Größe sind, so dass klein bauende Abkopplungselemente 35 eingesetzt werden können.
Die erfindungsgemäße Lagerung der drehbaren Zylindertrommel 25a, 25b der jeweiligen Axialkolbenmotors 2a, 2b mittels eine einzigen Lagers 102, 102b auf einem Tragzapfen 100a, 100b des Motorgehäuses 3 führt gegenüber der Antriebeinheit der 1 mit einer beidseitig im Motorgehäuse 3 gelagerten Triebwelle 7a, 7b an jedem Axialkolbenmotor zum Entfall eines Lagers mit der entsprechende äußeren Bohrung im Motorgehäuse 3 für das äußere Lager. Das Motorgehäuse 3 der erfindungsgemäßen Antriebseinheit kann somit einfacher, kompakter, leichter und kostengünstiger ausgeführt werden. Gegenüber der 1 ist zudem keine aufwändige vorgespannte Lagerung der Triebwelle 7a, 7b erforderlich, so dass ein aufwändiges Einstellen des Lagerspiels entfällt.
Weiterhin kann durch die erfindungsgemäße Lagerung der Zylindertrommel 25a, 25b auf dem Tragzapfen 100a, 100b die fliegend gelagerte und als Steckwelle ausgeführte Triebwelle 7a, 7b als Sonnenradwelle und somit unmittelbar als Getriebeeingangswelle ausgebildet werden, so dass gegenüber der 1 die Zwischenwelle 11a, 11b und die aufwändige Kupplungseinrichtung 14a, 14b entfallen kann.
Durch die erfindungsgemäße Lagerung der Zylindertrommeln 25a, 25b auf dem entsprechenden Tragzapfen 100a, 100b und die als Steckwelle ausgebildete Triebwelle 7a, 7b wird zudem eine leichte Ausführung des Motorgehäuses 3 mit den eingebauten Axialkolbenmotoren 2a, 2b erzielt, wodurch die auf die Abkopplungselemente 35 wirkenden Kräfte und Drehmomente weitere verringert werden und der Bauaufwand für die Abkopplungselemente 35 weiter verringert werden kann.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung der Zylindertrommel 25a, 25b auf dem Tragzapfen 100a, 100b besteht darin, dass bei der Erfindung die als Sonnenradwelle ausgebildete Triebwelle 7a, 7b gegenüber der als Sonnenradwelle ausgebildeten Zwischenwelle 11a, 11b der 1 eine größere Länge aufweist. In Verbindung mit der schwingungsabgekoppelten Aufhängung des Motorgehäuses 3 in dem Achsgehäuse 4 führt die verlängerte Bauweise der Sonnenradwelle bei der Erfindung zu günstigeren Hebelverhältnissen, so dass Verlagerung des körperschallabgekoppelten Motorgehäuses 3 senkrecht zur der Drehachse D und somit der Längsachse L zu einer geringeren Winkelschiefstellung an den Verzahnungsflanken und dem Zahneingriff des Sonnenrades der als Sonnenradwelle ausgebildeten Triebwelle 7a, 7b mit den Planetenrädern des Untersetzungsgetriebes 8a, 8b führt, wodurch der Bauaufwand für den Zahneingriff der Triebwelle mit den Planetenrädern des Untersetzungsgetriebes 8a, 8b verringert werden kann und eine hohe Lebensdauer dieses Zahneingriffs erzielt werden kann.
Die Erfindung ermöglicht somit ein einfach, kompakt, leicht und kostengünstig aufgebautes Motorgehäuse 3 mit den eingebauten Axialkolbenmotoren 2a, 2b, wobei in Verbindung mit dem Entfall jeweils eines Lagers und der Zwischenwelle der Bauaufwand der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gegenüber einer Antriebseinheit des Standes der Technik verringert werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf das in den 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Ein Motorgehäuse 3 mit zwei Axialkolbenmotoren 2a, 2b kann anstelle einer Mehrpunktaufhängung an beiden Stirnseiten lediglich an einer Stirnseite mit einer erfindungsgemäßen Mehrpunktaufhängung zur Körperschallentkopplung an einem Tragflansch 5 aufgehängt werden. Zudem kann mit einer beschriebenen Mehrpunktaufhängung ein Motorgehäuse 3 mit einem einzelnen erfindungsgemäß auf einem Tragzapfen gelagerten Axialkolbenmotor körperschallentkoppelt an einem Tragflansch 5 aufgehängt werden. Die Anzahl der Befestigungspunkte der Mehrpunktaufhängung ist nicht auf die angegebene Anzahl beschränkt. Es versteht sich, dass die Anzahl der Befestigungspunkte entsprechend der zu übertragenen Kräfte und Drehmoment verringert oder erhöht werden kann.

Claims

Hydrostatische Antriebseinheit mit mindestens einem in einem Motorgehäuse angeordneten hydrostatischen Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise und einem Tragflansch, wobei das Motorgehäuse an dem Tragflansch zur Körperschallabkopplung des Motorgehäuses mittels schwingungsdämpfender Mittel aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine drehbare Zylindertrommel (25a; 25b) des Axialkolbenmotors (2a; 2b) auf einem in eine zentrische Ausnehmung (101a; 101b) der Zylindertrommel (25a; 25b) hineinragenden Tragzapfen (100a; 100b) des körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuses (3) mittels eines Lagers (102a; 102b) drehbar gelagert ist, und eine mit der Zylindertrommel (25a; 25b) gekoppelte Triebwelle (7a; 7b) des Axialkolbenmotors (2a; 2b) als Steckwelle ausgebildet ist, die ohne weiteres Lager in dem körperschallabgekoppelt aufgehängten Motorgehäuse (3) drehbar gelagert ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragzapfen (100a; 100b) an einer Steuerbodenaufnahme (26) des Axialkolbenmotors (2a; 2b) befestigt oder einstückig angeformt ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (102a; 102b) als Loslager, insbesondere Rollenlager, ausgebildet ist,
Hydrostatische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (7a; 7b) als Getriebeeingangswelle eines Untersetzungsgetriebes (8a; 8b) ausgebildet ist, insbesondere als Sonnenradwelle eines als Planetengetriebes ausgebildeten Untersetzungsgetriebes.
Hydrostatische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (3) an mehreren Befestigungspunkten (P1, P2) mittels jeweils eines schwingungsdämpfenden Abkopplungselementes (35), insbesondere identisch aufgebauten, buchsenförmigen Abkopplungselementen (35), an dem Tragflansch (5) in einer Mehrpunktaufhängung aufgehängt ist, wobei die Abkopplungselemente (35) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine Kraftübertragung zwischen Motorgehäuses (3) und Tragflansch (5) in drei translatorischen Freiheitsgraden und eine Drehmomentübertragung in drei rotatorischen Freiheitsgraden zwischen Motorgehäuse (3) und Tragflansch (5) erfolgt.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspunkte (P1, P2) konzentrisch zu einer Drehachse (D) des Axialkolbenmotors (2a; 2b) und mit radialem Abstand von der Drehachse (D) beabstandet angeordnet sind, wobei die Befestigungspunkte (P1, P2) in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkopplungselemente (35) jeweils von einer elastischen Buchse (36) gebildet sind, die mit einer Außenmantelfläche in eine Aufnahmebohrung (41) eingesetzt ist und mit einer Innenmantelfläche auf einem zapfenförmigen Träger (40) angeordnet ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (41) an dem Motorgehäuse (3) und der zapfenförmige Träger (41) an dem Tragflansch (5) ausgebildet ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zapfenförmige Träger (40) an dem Motorgehäuse (3) und die Aufnahmebohrung (41) an dem Tragflansch (5) ausgebildet ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkopplungselemente (35) mit beiden Stirnseiten zwischen dem Motorgehäuse (3) und dem Tragflansch (5) eingespannt sind.
Hydrostatische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (3) flüssigkeitsdicht abgedichtet ist, wobei eine die Triebwelle (7a; 7b) umgebende Buchse (70a; 70b) kippbeweglich in dem Motorgehäuse (3) und dem Tragflansch (5) angeordnet ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (70a; 70b) mit einem Spiel in dem Motorgehäuse (3) und dem Tragflansch (5) angeordnet ist und mittels Dichtungseinrichtungen (73, 74), insbesondere Elastomerdichtungen, gegenüber dem Tragflansch (5) und dem Motorgehäuse (3) flüssigkeitsdicht abgedichtet und an dem Tragflansch (5) sowie dem Motorgehäuse (3) geführt ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1) als Radantrieb oder als Antriebsachse ausgebildet ist, wobei der Tragflansch (5) als Radnabengehäuse oder Achsgehäuse (4) bzw. als Bestandteil eines Radnabengehäuses oder eines Achsgehäuses (4) ausgebildet ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse mit zwei Axialkolbenmotoren (2a, 2b) zum Antrieb jeweils eines als drehbare Nabe (9a, 9b) ausgebildeten Abtriebselements (10a, 10b) versehen ist, wobei die Axialkolbenmotoren (2a, 2b) ein gemeinsames Motorgehäuse (3) aufweisen, das mittels der Abkopplungselemente (35) in dem Achsgehäuse (4) körperschallabgekoppelt aufgehängt ist.
Hydrostatische Antriebseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (3) gegenüberliegend zu dem Tragzapfen (100a) einen zweiten Tragzapfen (100b) aufweist, wobei eine drehbare Zylindertrommel (25b) des zweiten Axialkolbenmotors (2b) auf dem in eine zentrische Ausnehmung (101b) der Zylindertrommel (25b) hineinragenden zweiten Tragzapfen (100b) des Motorgehäuses (3) mittels eines Lagers (102b) drehbar gelagert ist und eine mit der zweiten Zylindertrommel (25b) gekoppelte Triebwelle (7b) des zweiten Axialkolbenmotors (2b) als Steckwelle ausgebildet ist, die ohne weiteres Lager in dem Motorgehäuse (3) drehbar gelagert ist.