DE102012207135A1

DE102012207135A1 - Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse

Info

Publication number: DE102012207135A1
Application number: DE102012207135A
Authority: DE
Inventors: Thomas Großwald; Enrico Herfurth; Erich Katzensteiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-10-31
Also published as: US20130283951A1; US9429212B2

Abstract

Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse, wobei die Durchtriebsachse ein Tellerrad (111), ein Ritzel (112) und eine Ausgangswelle (104) zum Antrieb einer weiteren Achse umfasst, und das Tellerrad (111), das Ritzel (112) und die Ausgangswelle (104) von einem Gehäuse (103) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (104) koaxial zu dem Ritzel (112) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse, wie sie beispielsweise in Arbeitsmaschinen mit mehreren angetriebenen Hinterachsen, sogenannten Tandemachsen, verwendet wird.
Es ist bekannt, mittels entsprechender Wellenanordnungen und unter Verwendung von Stirnradgetrieben mehrere benachbarte Achsen, z. B. in einer Tandem-Achsanordnung, aus einer Antriebsquelle heraus anzutreiben.
Die DE 1 455 909 offenbart eine Tandemachsen-Antriebsanordnung, wie sie beispielsweise in Straßenfahrzeugen mit Tandem-Achsanordnung mit mehreren angetriebenen Achsen vorzufinden ist. Eine Tandemachse besteht dabei aus einer Durchtriebsachse und einer Hinterachse. Eine Eingangswelle leitet das Drehmoment in die Durchtriebsachse, wo es mittels eines Stirnradgetriebes geteilt wird. Mit dem Stirnradgetriebe verbunden ist eine Ritzelwelle, welche ein Tellerrad in der Durchtriebsachse antreibt. Die Ritzelwelle befindet sich unterhalb der Eingangswelle in dem Gehäuse. Das Stirnradgetriebe ist auf der, der Eingangswelle gegenüberliegenden Seite der Durchtriebsachse, das heißt in Fahrtrichtung hinter dieser, angeordnet. Auf gleicher Höhe mit der Eingangswelle befindet sich eine Ausgangswelle, welche mittels eines Verbindungselements die Rotationsbewegung auf eine weitere Eingangswelle der Hinterachse überträgt. Auf der, der weiteren Eingangswelle gegenüberliegenden Seite der Hinterachse befindet sich ein weiteres Stirnradgetriebe, welches eine unterhalb der Eingangswelle befindliche Ritzelwelle antreibt. Diese Ritzelwelle überträgt eine Rotationsbewegung auf ein weiteres Tellerrad, welches sich innerhalb des Gehäuses der Hinterachse befindet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse zu schaffen, wobei eine Gewichtsreduzierung, sowie eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Achsanordnung erzielt werden sollen. Weiter wird eine Reduzierung der Bauteilanzahl und damit verbunden eine Einsparung bezüglich der Material-, Fertigungs- und Montagekosten angestrebt. Daraus resultiert unter anderem eine Erhöhung der Verfügbarkeit und der Zuverlässigkeit der Achsanordnung beziehungsweise eine verbesserte Wirtschaftlichkeit während des Betriebs, was ebenfalls einen Teil der Aufgabenstellung der Erfindung darstellt.
Die Aufgabe wird mit einer Achsanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei die Durchtriebsachse ein Tellerrad, ein Ritzel und eine Ausgangswelle zum Antrieb einer weiteren Achse umfasst. Das Tellerrad steht mit dem Ritzel in Eingriff, während das Ritzel drehfest mit der Ausgangwelle verbunden ist. Das Tellerrad, das Ritzel und die Ausgangswelle sind von einem Gehäuse umgeben. Darüber hinaus sind die Ausgangswelle und das Ritzel koaxial zueinander angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Durchtriebsachse eine Eingangswelle auf, welche zu der Ausgangswelle beabstandet in dem Gehäuse angeordnet ist. Besonders bevorzugt weisen die Eingangswelle und die Ausgangswelle eine zueinander parallele Anordnung auf. Bevorzugt ausgeführt befindet sich die Eingangswelle dabei im Einbauzustand oberhalb der Ausgangswelle. Darüber hinaus ist jedoch auch eine Anordnung der Eingangswelle unterhalb der Ausgangswelle beziehungsweise auf gleicher Höhe mit der Ausgangswelle denkbar. Auch eine nicht parallele Anordnung der Eingangswelle zu der Ausgangswelle ist grundsätzlich möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verfügt die Durchtriebsachse über einen Stirntrieb, wodurch eine Rotationsbewegung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragbar ist. Auch eine umgekehrte Übertragung einer Rotationsbewegung, das heißt von der Ausgangswelle auf die Eingangswelle, wie es beispielsweise im Schubbetrieb vorkommt, ist durchaus möglich. Der Stirntrieb ist bevorzugt in dem Gehäuse angeordnet.
Bei einem Stirntrieb handelt es sich um ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe mit mindestens zwei Stirnrädern, welche miteinander in Eingriff stehen. Dabei sind die jeweiligen Wellen der Stirnräder parallel zueinander angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ragt eine Eingangswelle an einer ersten Seite des Gehäuses mit einem ersten Ende aus dem Gehäuse heraus. Weiter bevorzugt sind ein Stirntrieb und die Ausgangswelle auf einer zweiten Seite des Gehäuses angeordnet, wobei die zweite Seite des Gehäuses der ersten Seite des Gehäuses gegenüber liegt.
Bevorzugt ausgeführt ist die Ausgangswelle der Durchtriebsachse mittels eines Verbindungselementes mit einer weiteren Eingangswelle einer weiteren Achse verbindbar. Die weitere Achse verfügt darüber hinaus besonders bevorzugt über ein weiteres Ritzel und über ein weiteres Tellerrad. Das weitere Tellerrad ist über das weitere Ritzel antreibbar. Besonders bevorzugt sind das weitere Ritzel der weiteren Achse, die weitere Eingangswelle der weiteren Achse und die Ausgangswelle der Durchtriebsachse, sowie das Ritzel der Durchtriebsachse im Einbauzustand in der gleichen Ebene angeordnet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform schneiden sich die Rotationsachse des Tellerrades beziehungsweise der Ausgangswelle in einem gemeinsamen Schnittpunkt. Einen weiteren Schnittpunkt bilden besonders bevorzugt die Rotationsachse der weiteren Eingangswelle und die Rotationsachse des weiteren Tellerrades. Besonders bevorzugt befinden sich der Schnittpunkt und der weitere Schnittpunkt ebenfalls in einer Ebene. In weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen ist eine Anordnung der Ausgangswelle mit einem Versatz zwischen der Rotationsachse der Ausgangswelle und der Rotationsachse des Tellerrades denkbar, in einem solchen Fall ist jedoch eine aufwändigere Verzahnung für den Eingriff zwischen dem Ritzel und dem Tellerrad zwingend erforderlich, beispielsweise in Form einer Hypoidverzahnung.
Unter einer Rotationsachse ist eine Achse zu verstehen, um die die Drehung eines Bauteils erfolgt. Besonders bevorzugt entspricht die Rotationsachse der Symmetrieachse des jeweiligen Bauteils. Dies bedeutet, dass das Bauteil rotationssymmetrisch aufgebaut ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform schließt das Gehäuse auf der zweiten Seite mit einem Gehäusedeckel ab. Der Gehäusedeckel weist besonders bevorzugt mindestens einen Durchlass, beispielsweise zur Aufnahme der Ausgangswelle auf. Darüber hinaus ist durch diese Anordnung eine verbesserte Zugänglichkeit während beispielsweise der Montage, oder auch im Falle von Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten gewährleistet. Gleichzeitig wird so die Variantenvielfalt reduziert, da für unterschiedliche Applikationen lediglich ein entsprechender Gehäusedeckel mit dem Gehäuse verbunden werden muss. Bei dem Gehäuse handelt es sich jeweils um die gleiche Ausführung.
Besonders bevorzugt ausgeführt ist die weitere Eingangswelle der weiteren Achse von einem weiteren Gehäuse umgeben. Besonders bevorzugt schließt das weitere Gehäuse auf einer Seite, auf der die weitere Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindbar ist, mit einem weiteren Gehäusedeckel ab. Die Verwendung des weiteren Gehäusedeckels ermöglicht besonders bevorzugt einen modularen Aufbau der weiteren Achse, da je nach Applikation die gleiche Gehäusevariante mit verschiedenen Gehäusedeckeln kombiniert werden kann. Weiter werden durch diese Anordnung besonders bevorzugt die Montage, sowie Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten erleichtert.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Form der Ausführung weisen das Gehäuse und das weitere Gehäuse die gleiche Kontur auf. Auch der Gehäusedeckel und der weitere Gehäusedeckel weisen besonders bevorzugt die gleiche Kontur auf. Dabei sind sie bevorzugt so angeordnet, dass der Gehäusedeckel und der weitere Gehäusedeckel im Einbauzustand einander zugewandt sind. Dies ermöglicht die Verwendung des gleichen Gehäuses für die Durchtriebs- und die weitere Achse. Bei der weiteren Achse handelt es sich besonders bevorzugt um die Hinterachse. Gleichzeitig eignet sich besonders bevorzugt die weitere Achse für die Verwendung als Vorderachse. Hierfür ist die Vorderachse so anzuordnen, dass der weitere Gehäusedeckel der ersten Seite des Gehäuses der Durchtriebsachse zugewandt ist. Weiter bevorzugt können eventuell nicht benötigte Öffnungen in dem Gehäuse beziehungsweise dem weiteren Gehäuse durch beispielsweise einen eingeschraubten Stopfen oder einen neuen Gehäusedeckel verschlossen werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1: eine Schnittzeichnung einer Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse.
1 zeigt in einer Schnittzeichnung eine Eingangswelle 100, welche mit einem ersten Ende 101 auf einer ersten Seite 102 eines Gehäuses 103 aus diesem herausragt. Die Eingangswelle 100 ist drehbar in dem Gehäuse 103 gelagert. Über einen Stirntrieb 113 wird eine Rotationsbewegung von der Eingangswelle 100 auf eine Ausgangswelle 104 übertragen. Die Ausgangswelle 104 ist ebenfalls drehbar in dem Gehäuse 103 gelagert. Die Eingangswelle 100 und die Ausgangswelle 104 sind beabstandet zueinander angeordnet, beziehungsweise verlaufen parallel zueinander. Der Stirntrieb 113 befindet sich in einem Bereich einer zweiten Seite 105 des Gehäuses 103. Die zweite Seite 105 des Gehäuses 103 ist der ersten Seite 102 des Gehäuses 103 gegenüberliegend angeordnet. Auf der zweiten Seite 105 des Gehäuses 103 schließt das Gehäuse 103 mit einem Gehäusedeckel 106 ab.
Die Ausgangswelle 104 ist mit einem Ritzel 112 drehfest verbunden, welches mit einem Tellerrad 111 in Eingriff steht. Das Ritzel 112 und das Tellerrad 111 werden von dem Gehäuse 103 umgeben. Die Ausgangswelle 104 ragt auf der zweiten Seite 105 aus dem Gehäuse 103 beziehungsweise dem Gehäusedeckel 106 heraus. Mittels eines Verbindungselementes 107 ist die Ausgangswelle 104 mit einer weiteren Eingangswelle 108 verbindbar. Die weitere Eingangswelle 108 ragt mit ihrem, dem Verbindungselement 107 zugewandten Ende aus einem weiteren Gehäuse 109 heraus. An dem, sich innerhalb des weiteren Gehäuses 109 befindlichen Endes der weiteren Eingangswelle 108 ist diese mit einem weiteren Ritzel 114 drehfest verbunden. Dabei ist die weitere Eingangswelle 108 drehbar in dem weiteren Gehäuse 109 gelagert. Auf der Seite des weiteren Gehäuses 109, auf der die weitere Eingangswelle 108 mit dem Verbindungselement 107 verbindbar ist, schließt das weitere Gehäuse 109 mit einem weiteren Gehäusedeckel 110 ab. Auf der Seite der weiteren Eingangswelle 108, die von dem weiteren Gehäuse 109 umgeben ist, schließt sich ein drehfest mit der weiteren Eingangswelle 108 verbundenes weiteres Ritzel 114 an, welches mit einem weiteren Tellerrad in Eingriff steht, welches in 1 nicht gezeigt wird. Das weitere Tellerrad befindet sich dabei parallel versetzt zu der Ebene des Tellerrades 111.
Die Ausgangswelle 104 und die weitere Eingangswelle 108 sind koaxial zueinander angeordnet. Darüber hinaus befinden sich die Ausgangswelle 104, das Verbindungselement 107 und die weitere Eingangswelle 108 in einer Ebene mit der Rotationsachse des Tellerrades 111 beziehungsweise der Rotationsachse des weiteren Tellerrades. Die Rotationsachse des Tellerrades 111 beziehungsweise die Rotationsachse des weiteren Tellerrades sind dabei koaxial zu den Antriebswellen angeordnet. Die Antriebswellen übertragen die Rotationsbewegung des Tellerrades 111 beziehungsweise des weiteren Tellerrades auf die Räder des Fahrzeugs und treiben diese so an.
Das Gehäuse 103 und das weitere Gehäuse 109 weisen die gleiche Kontur auf, wobei das weitere Gehäuse 109 so angeordnet ist, dass der weitere Gehäusedeckel 110 dem Gehäusedeckel 106 zugewandt ist.
Bezugszeichenliste

100: Eingangswelle
101: erstes Ende
102: erste Seite
103: Gehäuse
104: Ausgangswelle
105: zweite Seite
106: Gehäusedeckel
107: Verbindungselement
108: weitere Eingangswelle
109: weiteres Gehäuse
110: weiterer Gehäusedeckel
111: Tellerrad
112: Ritzel
113: Stirntrieb
114: weiteres Ritzel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1455909 [0003]

Claims

Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse, wobei die Durchtriebsachse ein Tellerrad (111), ein Ritzel (112) und eine Ausgangswelle (104) zum Antrieb einer weiteren Achse umfasst, und das Tellerrad (111), das Ritzel (112) und die Ausgangswelle (104) von einem Gehäuse (103) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (104) koaxial zu dem Ritzel (112) angeordnet ist.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle (100) beabstandet zu der Ausgangswelle (104) in dem Gehäuse (103) angeordnet ist.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationsbewegung von der Eingangswelle (100) über einen Stirntrieb (113) auf die Ausgangswelle (104), oder umgekehrt, übertragbar ist, wobei der Stirntrieb (113) in dem Gehäuse (103) angeordnet ist.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle (100) an einer ersten Seite (102) des Gehäuses (103) mit einem ersten Ende (101) aus dem Gehäuse (103) herausragt und auf einer zweiten Seite (105) des Gehäuses (103), welche der ersten Seite (102) des Gehäuses (103) gegenüber liegt, ein Stirntrieb (113) und die Ausgangswelle (104) angeordnet sind.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (104) mittels eines Verbindungselements (107) mit einer weiteren Eingangswelle (108) einer weiteren Achse verbindbar ist, wobei im Einbauzustand ein weiteres Ritzel (114) der weiteren Achse, die weitere Eingangswelle (108) der weiteren Achse und die Ausgangswelle (104) der Durchtriebsachse, sowie das Ritzel (112) der Durchtriebachse in der gleichen Ebene angeordnet sind und über das weitere Ritzel (114) ein weiteres Tellerrad antreibbar ist.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (103) auf der zweiten Seite (105) mit einem Gehäusedeckel (106) abschließt.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Eingangswelle (108) der weiteren Achse von einem weiteren Gehäuse (109) umgeben ist und auf einer Seite, auf der die weitere Eingangswelle (108) mittels eines Verbindungselements (107) mit der Ausgangswelle (104) verbindbar ist, mit einem weiteren Gehäusedeckel (110) abschließt.
Achsanordnung für Arbeitsmaschinen mit mindestens einer Durchtriebsachse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das Gehäuse (103) und das weitere Gehäuse (109) die gleiche Kontur aufweisen, sowie jeweils der Gehäusedeckel (106) und der weitere Gehäusedeckel (110) die gleiche Kontur aufweisen und so angeordnet sind, dass der Gehäusedeckel (106) und der weitere Gehäusedeckel (110) im Einbauzustand einander zugewandt sind.