DE102011082019A1

DE102011082019A1 - Fahrzeugvorderradantriebsanordnung

Info

Publication number: DE102011082019A1
Application number: DE102011082019A
Authority: DE
Inventors: Lee R Rients; Charles N Warren; Brian J Potter; Christopher A. Bering
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: DE102011082019B4; US8387727B2; US20120055719A1

Abstract

Die Fahrzeugvorderradantriebsanordnung (10) umfasst ein Nebenantriebsgehäuse (12), das mindestens eine riemengetriebene Komponente (20, 23) mit einer Antriebsriemenscheibe (21, 26) stützt. Eine Eingangsriemenscheibe (16) wird durch einen Motor des Fahrzeugs angetrieben. Ein Riemen (30) nimmt die Eingangsriemenscheibe (16) und die Antriebsriemenscheibe (21, 26) in Eingriff. Eine entfernbare erste Antriebswelle weist ein erstes Ende zur Kopplung mit dem Motor und ein zweites Ende zur direkten Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe (16) auf, wobei bei einer Front-PTO-Option statt der ersten Antriebswelle eine entfernbare zweite Antriebswelle (60) bereitgestellt wird. Die zweite Antriebswelle (60) weist ein erstes Ende (62) zur Kopplung mit dem Motor und ein zweites Ende (64), das mit einem Eingangsglied (54) gekoppelt ist, welches durch ein PTO-Antriebsgehäuse (52) eines entfernbaren Front-PTO-Antriebs (50) drehbar gestützt wird, auf. Der Front-PTO-Antrieb (50) weist ein Ausgangsglied und eine PTO-Antriebswelle (58) auf. Das Ausgangsglied ist zur Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe (16) ausgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugvorderradantriebsanordnung.
Ein Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Ackerschlepper, mit einer Frontzapfwelle (PTO) erfordert, dass ein Antriebsmechanismus der PTO-Antriebswelle Drehmoment zuführt. Solch ein Fahrzeug erfordert weiterhin ein Nebenriemenantriebssystem zur Bereitstellung von Energie für riemengetriebene Komponenten, wie zum Beispiel einen Klimakompressor, einen Drehstromgenerator, einen Bremsluftkompressor und/oder Kühlgebläse. In vielen Fällen gibt es mehrere Kombinationen von Drehstromgeneratorgrößen und Kühlgebläsegeschwindigkeiten, die zur Unterstützung verschiedener Optionen am Fahrzeug benötigt werden. Die mehreren Kombinationen dieser Optionen am Fahrzeug und der zur Verfügung stehende Packungsraum stellen eine Herausforderung an den Konstrukteur dar, eine Lösung zu finden, die minimalen Platz und eine minimale Anzahl von Teilen erfordert, um alle die obigen Ziele zu erreichen.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Fahrzeugvorderradantriebsanordnung bereitzustellen, die anpassbar und modifizierbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer solchen Fahrzeugvorderradantriebsanordnung, die kompakt ist.
Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, bei der eine Fahrzeugvorderradantriebsanordnung bereitgestellt wird. Die Fahrzeugvorderradantriebsanordnung umfasst ein Nebenantriebsgehäuse, das mindestens eine riemengetriebene Komponente mit einer Antriebsriemenscheibe stützt. Eine Eingangsriemenscheibe wird durch einen Motor des Fahrzeugs angetrieben. Ein Riemen nimmt die Eingangsriemenscheibe und die Antriebsriemenscheibe in Eingriff. Eine entfernbare erste Antriebswelle weist ein erstes Ende zur Kopplung mit dem Motor und ein zweites Ende zur direkten Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe auf, wobei bei einer Front-PTO-Option statt der ersten Antriebswelle eine entfernbare zweite Antriebswelle bereitgestellt wird. Die zweite Antriebswelle weist ein erstes Ende zur Kopplung mit dem Motor und ein zweites Ende, das mit einem Eingangsglied gekoppelt ist, welches durch ein PTO-Antriebsgehäuse eines entfernbaren Front-PTO-Antriebs drehbar gestützt wird, auf. Der Front-PTO-Antrieb weist ein Ausgangsglied und eine PTO-Antriebswelle auf. Das Ausgangsglied ist zur Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe ausgeführt.
Für ein vollständiges Verständnis der Aufgaben, der Techniken und der Struktur der Erfindung sollte auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei ähnliche Komponenten durch identische Bezugszahlen bezeichnet werden:
1 ist eine perspektivische Ansicht der oberen Vorderseite einer Fahrzeugvorderradantriebsanordnung gemäß der Erfindung,
2 ist eine perspektivische Ansicht der unteren Rückseite der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung wie in 1 gezeigt,
3 ist eine perspektivische Ansicht der oberen Vorderseite der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung wie in 1 gezeigt, die durch eine Front-PTO-Option vervollständigt ist,
4 ist eine perspektivische Ansicht der unteren Rückseite der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung wie in 3 gezeigt,
5 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung wie in 3 gezeigt, und
6 ist eine Ansicht eines Nebenantriebsgehäuses der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung wie in den 1 und 3 gezeigt.
Auf die 1 und 2 Bezug nehmend, enthält eine Fahrzeugvorderradantriebsanordnung 10 eine Nebenriemenantriebsanordnung 11 mit einem Nebenantriebsgehäuse 12, das eine Basis 14 zur Befestigung an einem Rahmen des Fahrzeugs enthält. Das Nebenantriebsgehäuse 12 stützt einen Riemen 30, der mehrere riemengetriebene Riemenscheiben, darunter eine Eingangsriemenscheibe 16, die durch einen Motor des Fahrzeugs angetrieben wird, in Eingriff nimmt und um sie umläuft. Das Nebenantriebsgehäuse 12 enthält einen ersten Komponentenhalter oder ersten Seitenanbauhalter 18, der eine erste riemengetriebene Komponente oder ein erstes Nebenaggregat 20, wie zum Beispiel einen Drehstromgenerator oder einen Generator mit einer ersten Antriebsriemenscheibe oder einer ersten Nebenriemenscheibe 21, stützt, und einen zweiten Komponentenhalter oder zweiten Seitenanbauhalter 19, der eine zweite riemengetriebene Komponente oder ein zweites Nebenaggregat 23, wie zum Beispiel einen Klimakompressor mit einer zweiten Antriebsriemenscheibe oder einer zweiten Nebenriemenscheibe 26, stützt. Das Nebenantriebsgehäuse 12 stützt eine Spannriemenscheibe 22, Umlenkriemenscheiben 24 und 27 und eine Gebläseantriebswelle 34, die mit einer Gebläseantriebsriemenscheibe 28 verbunden ist. Der Riemen 30 wird durch die Eingangsriemenscheibe 16 angetrieben und läuft um die anderen Riemenscheiben 21, 22, 24, 26, 27 und 28 um. Die Gebläseriemenscheibe 28 ist mittels der Gebläseantriebswelle 34 mit einem Kühlgebläse 32 verbunden. Die Spannriemenscheibe 22 ist an einem Riemenscheibenträger 25 angebracht, der schwenkbar an dem Nebenantriebsgehäuse 12 angebracht ist.
Eine erste Antriebswelle 40 weist ein erstes Ende 42 zur Kopplung mit einer Kurbelwelle des Motors und ein zweites Ende 44 zur direkten Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe 16 auf.
Nunmehr auf die 3, 4 und 5 Bezug nehmend, enthält ein Front-PTO-Antrieb 50 ein PTO-Antriebsgehäuse 52, das ein Eingangsglied 54, ein Ausgangsglied 56 und eine PTO-Antriebswelle 58 drehbar stützt. Das PTO-Antriebsgehäuse 52 umschließt ein herkömmliches PTO-Getriebe zur Kopplung des Eingangsglieds 54 mit der PTO-Antriebswelle 58. Eine zweite Antriebswelle 60 weist ein erstes Ende 62 zur Kopplung mit der Motorkurbelwelle und ein zweites Ende 64 mit Keilverzahnung (siehe 5) zur Kopplung mit dem Eingangsglied 54 auf. Somit enthält die Fahrzeugvorderradantriebsanordnung 10 die Nebenriemenantriebsanordnung 11 zusammen mit der ersten Antriebswelle 40 oder die Nebenriemenantriebsanordnung 11 zusammen mit der zweiten Antriebswelle 60 und dem Front-PTO-Antrieb 50.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, enthält das Nebenantriebsgehäuse 12 die zuvor erwähnte Basis 14 mit einem unteren linken und rechten Anbauhalter 70 und 72 auf beiden Seiten einer unteren Öffnung 74. Die untere Öffnung 74 ist dazu ausgeführt, ein Drehmomentübertragungsglied aufzunehmen, das Drehmoment von dem Motor auf die Eingangsriemenscheibe 16 überträgt. Das Drehmomentübertragungsglied kann entweder ein oberer Teil des Front-PTO-Antriebs 50 oder als Alternative dazu ein vorderer Teil der ersten Antriebswelle 40 sein. Der obere Teil des Front-PTO-Antriebs 50 enthält eine Durchgangswelle, die Drehmoment von der zweiten Antriebswelle 60 und dem Eingangsglied 54 auf das Ausgangsglied 56 überträgt.
Die untere Öffnung 74 ist auf die Eingangsriemenscheibe 16 ausgerichtet. Der erste Seitenanbauhalter 18 ragt von einem mittleren Teil 76 vor, an dem das zweite Nebenaggregat 23 schwenkbar angebracht ist (siehe 1). Das Nebenantriebsgehäuse 12 enthält ein hohles zylindrisches Lagerglied 78, das über der unteren Öffnung 74 positioniert ist und eine obere Öffnung 79 umgibt. Ein erster Steuereinheitshalter oder oberer Seitenanbauhalter 80 ragt zu einer Seite des Lagerglieds 78 zur Befestigung an einer Komponente, wie zum Beispiel einer elektronischen Steuereinheit, vor. Ein zweiter Steuereinheitshalter oder Oberseitenanbauhalter 82 ragt zur Befestigung an einer Komponente, wie zum Beispiel einer Gerätsteuereinheit, nach oben vor. Wie am besten in 5 zu sehen, nimmt die obere Öffnung 79 die Gebläseantriebswelle 34 auf.
Die erste Antriebswelle 40 ist nicht erforderlich und von der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung 10 entfernt, wenn die zweite Antriebswelle 60 und der Front-PTO-Antrieb 50 zwischen dem Motor und der Eingangsriemenscheibe 16 verbunden sind. Als Alternative sind die zweite Antriebswelle 60 und der Front-PTO-Antrieb 50 von der Fahrzeugvorderradantriebsanordnung 10 entfernt, wenn die erste Antriebswelle 40 zwischen dem Motor und der Eingangsriemenscheibe 16 verbunden ist.
Bei dieser Ausführung werden das Nebenriemenantriebssystem 11 und der Front-PTO-Antrieb 50 durch die einzige zweite Antriebswelle 60 angetrieben, die an der Kurbelwelle des Motors befestigt ist. Wenn der Front-PTO-Antrieb 50 in dem System enthalten ist, erstreckt sich das Ausgangsglied 56 des Front-PTO-Antriebs 50 durch das Nebenantriebsgehäuse 12 und aus dem Vorderende, wobei es eine Befestigungsstelle für die Eingangsriemenscheibe 16 des Nebenriemenantriebssystems 11 bildet. Das Nebenriemenantriebssystem 11 ist an dem einzigen Nebenantriebsgehäuse 12 angeordnet, das das PTO-Antriebsgehäuse 52 überspreizt und an dem Rahmen des Fahrzeugs befestigt ist.
Wenn die Front-PTO-Option am Fahrzeug nicht vorgesehen ist, ist das PTO-Antriebsgehäuse 52 entfernt und es wird eine längere erste Antriebswelle 40 verwendet, so dass die Eingangsriemenscheibe 16 des Nebenriemenantriebssystems 11 in der gleichen Position ist, als wenn der Front-PTO-Antrieb 50 in Position wäre. Somit kann unabhängig davon, ob ein Front-PTO-Antrieb 50 verwendet wird oder nicht, das gleiche Nebenriemenantriebssystem 11 verwendet werden.
Darüber hinaus ist das Nebenriemenantriebssystem 11 so ausgeführt, dass der Durchmesser der Eingangsriemenscheibe 16 für alle Anwendungen konstant ist und die Kühlgebläsegeschwindigkeit durch Ändern des Durchmessers der Gebläseantriebsriemenscheibe 28 geändert wird. Das Nebenriemenantriebssystem 11 ist so ausgelegt, dass mehrere oder einzelne Sätze von Drehstromgeneratoren verschiedener Größe sämtlichst an dem gleichen Nebenantriebsgehäuse 12 installiert werden können. Der einzige Unterschied von einer Systemkonfiguration zur anderen besteht in dem Durchmesser der Gebläseantriebsriemenscheibe 28 und der Länge des Riemens 30. Umlenkriemenscheiben sind nach Bedarf dem System hinzugefügt oder davon entfernt, um Doppel- oder Einzeldrehstromgeneratoren anzutreiben.
Die erste und die zweite Antriebswelle 40 und 60 sind über eine keilverzahnte Nabe an der Motorkurbelwelle befestigt. Diese Nabe ist vorzugsweise mit Fett geschmiert, um adäquaten Keilverzahnungsverschleiß zu gewährleisten. Die erste und die zweite Antriebswelle 40 und 60 sollten auf die Torsionsschwingungen im System eingestellt sein, um Rattern und Abnutzung in der Keilverzahnung und Rückkopplung zu der Nebenriemenantriebsanordnung 11 auf ein Minimum zu reduzieren. Diese Einstellung kann durch entsprechende Ausführung der Wahl des Antriebswellendurchmessers und der Antriebswellenlänge auf Grundlage von Finitelementeanalyseergebnissen erreicht werden. Die keilverzahnte Nabe gestattet die Verwendung der gleichen Antriebswelle und Nabe für verschiedene Kombinationen von Motorgrößen und Komponentenplatzierungen.
Die Ausführung der erfindungsgemäßen Fahrzeugvorderradantriebsanordnung 10 gestattet mehrere Kombinationen von Optionen und Konfigurationen mit einer minimalen Anzahl von Teilen, während durch Stapeln des Nebenriemenantriebssystems 11 auf den Front-PTO-Antrieb 50 Platz gespart wird. Diese Konfigurationen sind einfach verschiedene Kombinationen dieser Teile, wodurch die Austauschbarkeit maximiert wird.

Claims

Fahrzeugvorderradantriebsanordnung, umfassend ein Nebenantriebsgehäuse (12), das mindestens eine riemengetriebene Komponente (20, 23) mit einer Antriebsriemenscheibe (21, 26), eine Eingangsriemenscheibe (16), die durch einen Motor des Fahrzeugs angetrieben wird, einen Riemen (30), der die Eingangsriemenscheibe (16) und die Antriebsriemenscheibe (21, 26) in Eingriff nimmt, eine entfernbare erste Antriebswelle (40) mit einem ersten Ende (42) zur Kopplung mit dem Motor und einem zweiten Ende (44) zur direkten Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe (16), stützt, wobei bei einer Front-PTO-Option statt der ersten Antriebswelle (40) eine entfernbare zweite Antriebswelle (60) bereitgestellt wird, wobei die zweite Antriebswelle (60) ein erstes Ende (62) zur Kopplung mit dem Motor und ein zweites Ende (64), das mit einem Eingangsglied (54) gekoppelt ist, welches durch ein PTO-Antriebsgehäuse (52) eines entfernbaren Front-PTO-Antriebs (50) drehbar gestützt wird, aufweist, wobei der Front-PTO-Antrieb (50) ein Ausgangsglied (56) und eine PTO-Antriebswelle (58) aufweist, wobei das Ausgangsglied (56) zur Kopplung mit der Eingangsriemenscheibe (16) ausgeführt ist.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenantriebsgehäuse (12) eine Öffnung (74), die zur Aufnahme eines Teils des PTO-Antriebsgehäuses (52) ausgeführt ist, und ein Paar Seitenanbauhalter (70, 72) auf beiden Seiten der Öffnung (74) umfasst, wobei die Anbauhalter (70, 72) zur Befestigung an einem Rahmen des Fahrzeugs ausgeführt sind.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (40) durch die Öffnung (74) eingeführt werden kann.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (74) auf die Eingangsriemenscheibe (16) ausgerichtet ist.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenantriebsgehäuse (12) einen Komponentenhalter (18, 19), der zur Abstützung einer riemengetriebenen Komponente (20) ausgeführt ist, wobei der Komponentenhalter (18, 19) von einem mittleren Teil (76) des Nebenantriebsgehäuses (12) vorragt, und ein hohles zylindrisches Lagerglied (78), das über dem mittleren Teil (76) positioniert ist, wobei das Lagerglied (78) zur Aufnahme einer Gebläseantriebswelle (34) ausgeführt ist, umfasst.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenantriebsgehäuse (12) einen Steuereinheitshalter (80, 82) umfasst, der zu einer Seite des Lagerglieds (78) vorragt, wobei der Steuereinheitshalter (80, 82) zur Befestigung an einer Steuereinheit ausgeführt ist.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannriemenscheibe (22) schwenkbar an dem Nebenantriebsgehäuse (12) gestützt wird.
Fahrzeugvorderradantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlgebläse (32) vorgesehen ist, wobei der Riemen (30) die Eingangsriemenscheibe (16) und eine Gebläseriemenscheibe (28) in Eingriff nimmt.