DE102019203385A1

DE102019203385A1 - Antriebsvorrichtung für eine Raupenantriebseinheit eines Raupenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019203385A1
Application number: DE102019203385.7A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mauritz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Offenbart ist eine Antriebsvorrichtung (110) für eine Raupenantriebseinheit (100) eines Raupenfahrzeugs. Die Antriebsvorrichtung (110) weist eine Abtriebswelle (33), zumindest ein Planetengetriebe (18) und zumindest eine Nabe (21) zur Befestigung von einem Antriebsrad (2) zum Antreiben eines Laufbands (1) der Raupenantriebseinheit (100) auf. Das zumindest eine Planetengetriebe (18) ist eingangsseitig mit der Abtriebswelle (33) wirkverbunden und ist ausgangsseitig mit einer von der zumindest einen Nabe (21) wirkverbunden. Die Antriebsvorrichtung (110) weist eine mit der Abtriebswelle (33) wirkverbundene Bremsvorrichtung (120) zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Abtriebswelle (33) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Raupenantriebseinheit eines Raupenfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Raupenantriebseinheit sowie ein Raupenfahrzeug mit einer solchen Raupenantriebseinheit.
Es sind Raupenfahrzeuge bekannt, welche Zentralantriebe mit einem Summiergetriebe aufweisen. Bei diesen Fahrzeugen wird eine Antriebsleistung mit Hilfe von Gelenkwellen auf Endantriebe übertragen, die zum Antreiben von Laufbändern ausgestaltet sind. Dabei ist eine Ausgestaltung bekannt, bei welcher über einen Stirnradantrieb Antriebsleistung über ein Planetengetriebe zu Antriebsrädern übertragen wird.
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Raupenantriebseinheit eines Raupenfahrzeugs. Die Antriebsvorrichtung kann einen Endantrieb des Raupenfahrzeugs bilden. Der Endantrieb kann eine in diesen eingegebene Antriebsleistung zu Antriebsrädern der Raupenantriebseinheit übertragen. Der Endantrieb kann in der Raupenantriebseinheit vorgesehen sein. Insbesondere ist der Endantrieb an einen Zentralantrieb des Raupenfahrzeugs koppelbar, beispielsweise über eine Gelenkwelle. Ein Antrieb kann jedoch auch alternativ direkt am Endantrieb vorgesehen sein, so dass jede Antriebsvorrichtung und damit auch jede Raupenantriebseinheit mit einem eigenen Antrieb ausgebildet sein kann.
Die Raupenantriebseinheit weist neben der Antriebsvorrichtung ein Laufband auf, welches von der Antriebseinheit angetrieben wird. Das Laufband kann aus einem Kunststoff oder einem Kunststoffverbund hergestellt sein. Das Laufband kann eine Kette sein. Die Übertragung einer Antriebsleistung von der Antriebsvorrichtung zum Laufband kann mittels Reibschluss erfolgen. Zu diesem Zweck können die Antriebsräder als Reibräder ausgebildet sein, die in Reibkontakt mit dem Laufband sind. Die Übertragung der Antriebsleistung von der Antriebsvorrichtung zum Laufband kann alternativ mittels Formschluss erfolgen. Dabei können von der Antriebseinheit Räder angetrieben werden, die formschlüssig in Eingriff mit dem Laufband sind. Das Laufband kann einen Führungssteg zur Seitenführung aufweisen. Das Laufband kann mehrere Führungselemente zur Seitenführung aufweisen. Zum Spannen des Laufbands kann eine Spannvorrichtung vorgesehen sein, um einen erforderlichen Reibschluss zwischen einem Reibrad und dem Laufband sicherzustellen.
Das Raupenfahrzeug kann zumindest eine Raupenantriebseinheit aufweisen. Vorzugsweise weist das Raupenfahrzeug zwei Raupenantriebseinheiten auf, beispielsweise jeweils eine pro Seite. Das Raupenfahrzeug kann zusätzlich Räder aufweisen. Das Raupenfahrzeug kann ein landwirtschaftliches Fahrzeug sein. Das Raupenfahrzeug kann ein Zug-, Transport- oder Arbeitsgerät sein. Das Raupenfahrzeug kann eine Spurweiteneinstellung aufweisen, beispielsweise derart, dass auf einem Feld die Spur des Raupenfahrzeugs vergrößert werden kann. Bei der Spurweiteneinstellung kann der Abstand zweier Raupenantriebseinheiten verstellt werden, so dass der Abstand zwischen den in Kontakt mit dem Boden gelangenden Laufbändern veränderbar ist.
Die Antriebsvorrichtung kann eine Abtriebswelle, zumindest ein Planetengetriebe und zumindest eine Nabe zur Befestigung von einem Antriebsrad zum Antreiben des Laufbands der Raupenantriebseinheit aufweisen. Die Abtriebswelle kann mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Abtriebswelle eine Zentralwelle aufweisen. Die Zentralwelle kann mittig in der Antriebseinheit angeordnet sein. Insbesondere kann sich die Zentralwelle senkrecht zu einer Längsmittelebene der Antriebseinheit und sich auf beiden Seiten gleich lang von der Längsmittelebene erstrecken. Die Antriebswelle kann eine mit der Zentralwelle gekoppelte Welle zur Übertragung der Antriebsleistung zu dem Planetengetriebe aufweisen. Die mit der Zentralwelle gekoppelte Welle kann eine Sonnenradwelle sein, also ein Sonnenrad des Planetengetriebes aufweisen.
Das zumindest eine Planetengetriebe kann eingangsseitig mit der Abtriebswelle wirkverbunden sein und ausgangsseitig mit einer von der zumindest einen Nabe wirkverbunden sein. Dazu kann die die Abtriebswelle unmittelbar mit dem Planetengetriebe oder mittelbar über eine weitere Welle, beispielsweise die vorstehend beschriebene Sonnenradwelle, mit dem Planetengetriebe wirkverbunden sein. Ausgangsseitig kann das Planetengetriebe mit einer Nabe verbunden sein. Der Ausgang des Planetengetriebes kann über einen Planetenträger des Planetengetriebes verwirklicht sein. Der Planetenträger kann drehfest an die Nabe gekoppelt sein.
Die Antriebsvorrichtung weist eine mit der Abtriebswelle wirkverbundene Bremsvorrichtung zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Abtriebswelle auf. Die Bremsvorrichtung kann dabei so vorgesehen sein, dass diese unmittelbar mit der Abtriebswelle wirkverbunden ist und somit eine Bremskraft unmittelbar auf die Abtriebswelle überträgt. Die Bremsvorrichtung ist somit in der Antriebsvorrichtung vorgesehen und wirkt auf die Abtriebswelle ein. Die Bremsvorrichtung kann somit in einem Endantrieb des Raupenfahrzeugs angeordnet sein, insbesondere in diesen integriert sein. Demnach kann jede Raupenantriebseinheit eine auf die Abtriebswelle wirkende Bremsvorrichtung aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann auf einer Abtriebsachse, die durch die Abtriebswelle festgelegt wird, angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Bremsvorrichtung um die Abtriebswelle herum vorgesehen sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Bremsvorrichtung unmittelbar vor einem Planetengetriebe angeordnet ist und damit nur einer bereits reduzierten Drehzahl standhalten muss und damit eine geringere Verlustleistung erzeugt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung zwei außenliegende Planetengetriebe und zwei Naben zur Befestigung von Antriebsrädern zum Antreiben eines Laufbands der Raupenantriebseinheit auf. Jedes der außenliegenden Planetengetriebe kann eingangsseitig mit der Abtriebswelle wirkverbunden sein und ausgangsseitig mit jeweils einer der Naben wirkverbunden sein.
Mit außenliegend ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung eine Anordnung zu verstehen, bei der sich die Planetengetriebe an den seitlichen Enden einer Antriebsachse und insbesondere außerhalb eines Gehäuses der Antriebsvorrichtung befinden. Die Planetengetriebe können sich bezogen auf eine Breite der Antriebsvorrichtung am weitesten außen befinden. Anders gesagt kann sich an jedem Ende der Antriebswelle ein Planetengetriebe befinden. Die Planetengetriebe sind demnach zueinander beabstandet vorgesehen. Vorzugsweise sind die Planetengetriebe spiegelsymmetrisch zu der vorstehend erwähnten Längsmittelebene aufgebaut. Ferner treibt jedes Planetengetriebe eine Nabe für ein Antriebsrad an. Die Naben sind bei der Anordnung so vorgesehen, dass an diesen befestigte Antriebsräder so zueinander beabstandet sind, dass diese einen Stegaufnahmebereich zur Aufnahme eines wie vorstehend beschriebenen Stegs des Laufbands zwischen sich bilden. Die Naben sind vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu der vorstehend beschriebenen Längsmittelachse vorgesehen.
Die Antriebsvorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann sich zumindest teilweise zwischen den Antriebsrädern erstrecken. Das Gehäuse kann zur drehbaren Lagerung der Naben eingerichtet sein. Insbesondere können die Naben über Wälzlager drehbar an dem Gehäuse abgestützt sein. Das Gehäuse der Antriebsvorrichtung kann zweiteilig ausgebildet sein.
Jede Nabe kann drehfest mit einem Planetenträger eines Planetengetriebes verbunden sein. Je ein Antriebsrad kann mittels Befestigungsbolzen drehfest an eine Nabe gekoppelt sein. Der Planetenträger kann topfartig ausgebildet sein und Planetenräder tragen. Die Planetenräder können einerseits kämmend im Eingriff mit einer Sonnenradwelle und andererseits kämmend im Eingriff mit einem Hohlrad sein. Das Hohlrad kann über einen Hohlradträger drehfest an dem Gehäuse, genauer gesagt an einem äußeren Gehäuseteil, befestigt sein.
Vorzugsweise sind die Naben in einem Abstand zueinander angeordnet, sodass über daran befestigte Antriebsräder ein einzelnes Laufband angetrieben werden kann. Die Antriebsanordnung kann somit vorzugsweise derart ausgestaltet sein, dass diese über zwei Naben ein einzelnes Laufband antreibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bremsvorrichtung in Achsrichtung der Abtriebswelle zwischen den Naben vorgesehen. Vorzugsweise ist die Bremsvorrichtung in Achsrichtung der Abtriebswelle zwischen den Planetengetrieben vorgesehen. Die Naben sind vorzugsweise zwischen den Planetengetrieben und der Bremsvorrichtung vorgesehen. Die Bremsvorrichtung kann um die Zentralwelle herum angeordnet sein. Eine Antriebsleistung kann zwischen der Bremsvorrichtung und einer Nabe auf die Zentralwelle übertragen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bremsvorrichtung eine Lamellenbremse auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bremsvorrichtung eine Betätigungseinrichtung mit zwei senkrecht zur Achsrichtung der Abtriebswelle angeordneten und in Achsrichtung der Abtriebswelle beweglichen Druckplatten auf, welche dazu eingerichtet sind, zur Erzeugung von Reibung eine Kraft auf Lamellen der Lamellenbremse auszuüben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckplatten mechanisch betätigbar. Die Betätigungseinrichtung kann demnach so eingerichtet sein, dass diese eine Bewegung der Druckplatten mechanisch erzeugen kann. Zur Betätigung kann ein Gestänge oder ein Bowdenzug mit der Betätigungseinrichtung verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Betätigungseinrichtung eine Kugelrampe auf.
Die Lamellenbremse kann Außenlamellen und Innenlamellen aufweisen. Die Innenlamellen können drehfest und axial verschieblich mit der Zentralwelle verbunden sein. Die Außenlamellen können drehfest und axial verschieblich mit dem Gehäuse verbunden sein. Die Lamellen können in Form von zwei Lamellenpaketen vorgesehen sein. Eine erste Innenlamelle kann an einer Kontaktfläche in Kontakt mit einem an der Abtriebswelle drehfest angeordneten Abtriebszahnrad sein.
Zwischen den Lamellenpaketen kann die Betätigungseinrichtung vorgesehen sein. Diese kann dazu eingerichtet sein, die Lamellenpakete mit einer Kraft zu beaufschlagen, um eine Reibung zwischen den Lamellen zu bewirken. Die Betätigungseinrichtung kann die zwei Druckplatten aufweisen, die drehfest an dem Gehäuse gehalten sind. Die Druckplatten können axial verschieblich entlang der Zentralwelle vorgesehen sein. In den Druckplatten kann ein Rampenmechanismus, insbesondere mit der vorstehend beschriebenen Kugelrampe, vorgesehen sein, durch welchen die Druckplatten axial voneinander wegbewegt werden können, um die Lamellenpakete mit einer Kraft zu beaufschlagen. Auf diese Weise können zum Abbremsen die mit der Zentralwelle rotierenden Innenlamellen und die an dem Getriebe drehfest vorgesehenen Außenlamellen aneinandergedrückt werden, wodurch ein Bremsmoment erzeugt werden kann.
Der Rampenmechanismus kann einen nicht dargestellten Aktuator in Form einer Betätigungsscheibe aufweisen. Eine Drehbewegung der Betätigungsscheibe wird über das Kugelrampenprinzip in eine axiale Bewegung der Druckplatten umgesetzt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist der Aktuator an ein Gestänge oder einen Bowdenzug gekoppelt und über diese Elemente betätigbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Planetenträger von dem zumindest einen Planetengetriebe topfförmig ausgebildet. Werden zwei Planetengetriebe verwendet, können die Planetenträger von beiden Planetengetrieben topfförmig ausgebildet sein. Der Planetenträger ist vorzugsweise als Abtrieb ausgebildet. Jeder Planetenträger kann mit einer Nabe verbunden sein. Der topfförmige Planetenträger kann so ausgebildet sein, dass er das gesamte Planetengetriebe in sich aufnimmt. Der Planetenträger kann einstückig ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung ferner eine Antriebswelle auf. Die Antriebswelle ist eingangsseitig mit einem Antrieb koppelbar. Zur Kopplung kann an der Antriebswelle ein Antriebsflansch vorgesehen sein. Der Antriebsflansch kann beispielsweise über ein elastisches Ausgleichselement mit einem Flansch einer Gelenkwelle oder mit einem elektrischen Antrieb, das heißt beispielsweise mit einer Ausgangswelle eines elektrischen Antriebs wirkverbunden sein.
Die Antriebswelle definiert eine Antriebsachse, die vorzugsweise parallel zur Abtriebsachse ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Anordnung dergestalt, dass die Antriebsachse im Betrieb der Antriebsvorrichtung oberhalb der Abtriebsachse vorgesehen ist. Anders gesagt ist ist es vorteilhaft, wenn in der Antriebsvorrichtung im Betrieb ein Abstand zwischen Antriebsachse und Boden größer als ein Abstand zwischen Abtriebsachse und Boden ist. Auf diese Weise wird eine größere Bodenfreiheit erreicht, da eine Anbindung an den Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, in größerer Entfernung zum Boden erfolgt.
Die Antriebswelle kann mit der Abtriebswelle über ein Getriebe wirkverbunden sein. Insbesondere kann die Antriebswelle mit der Abtriebswelle über ein Getriebe derart wirkverbunden sein, dass eine Krafteinleitung in die Abtriebswelle in Achsrichtung der Abtriebswelle zwischen einer Nabe und der Bremsvorrichtung erfolgt.
Das Getriebe kann ein Stirnradgetriebe aufweisen. Insbesondere kann das Getriebe eine Übersetzung nach langsam aufweisen, sodass eine im Vergleich zu der Drehzahl der Antriebswelle reduzierte Drehzahl an der Abtriebswelle erhalten wird. Das Getriebe kann eine Kupplung aufweisen. Die Kupplung kann dazu eingerichtet sein, einen Leistungsfluss in dem Getriebe herzustellen und zu unterbrechen. Die Kupplung kann als Klauenkupplung ausgebildet sein. Die Klauenkupplung kann eine über eine Schaltklaue oder Schaltgabel betätigbare Schaltmuffe aufweisen, die über einen Muffenträger axial beweglich jedoch drehfest auf der Antriebswelle vorgesehen ist. Die Antriebswelle kann ein Antriebszahnrad des Getriebes stützen. Das Antriebszahnrad ist als Losrad auf der Antriebswelle gehalten und kämmend in Eingriff mit einem weiteren Zahnrad des Getriebes. Das Antriebszahnrad weist eine Verzahnung auf, mit welcher die Schaltmuffe in Eingriff gebracht werden kann, um das Losrad drehfest an die Antriebswelle zu koppeln. Die Schaltmuffe ist in eine Einrückposition beweglich, in welcher eine formschlüssige Verbindung zwischen Schaltmuffe und Losrad hergestellt ist und somit das Losrad drehfest an die Antriebswelle gekoppelt ist. Die Schaltmuffe ist in eine Ausrückposition beweglich, in welcher keine formschlüssige Verbindung zwischen Schaltmuffe und Losrad hergestellt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung einen elektrischen Antrieb auf, der an die Antriebswelle gekoppelt ist. Der elektrische Antrieb kann einen Elektromotor aufweisen. Eine Ausgangswelle des Elektromotors kann drehfest an die Antriebswelle gekoppelt sein. Der elektrische Antrieb kann an einem Fahrzeugrahmen des Raupenfahrzeugs befestigt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Raupenantriebseinheit für ein Raupenfahrzeug geschaffen. Die Raupenantriebseinheit weist ein Laufband, zumindest ein Antriebsrad zum Antreiben des Laufbands, vorzugsweise zwei Antriebsräder, und eine wie vorstehend beschriebene Antriebsvorrichtung auf. Jedes Antriebsrad ist drehfest an eine Nabe der Antriebsvorrichtung gekoppelt. Die Antriebsvorrichtung kann mit einem Laufwerksrahmen eines Raupenfahrzeugs verbunden sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Raupenfahrzeug mit zumindest einer wie vorstehend beschriebenen Raupenantriebseinheit, vorzugsweise mit zwei Raupenantriebseinheiten, geschaffen.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch eine Raupenantriebseinheit mit einer Antriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform

In 1 ist eine Schnittansicht durch eine Raupenantriebseinheit 100 gezeigt. Die Schnittebene der Schnittansicht verläuft durch eine Antriebsachse 20 und eine Abtriebsachse 19, die von einer Antriebswelle 8 beziehungsweise einer Abtriebswelle 26, 33 festgelegt werden. Die Schnittebene ist in Bezug auf eine vertikale Ebene geneigt. Die Antriebsachse 20 befindet sich in der gezeigten Darstellung daher vor und oberhalb der Abtriebsachse 19.
Die Raupenantriebseinheit 100 weist eine Antriebsvorrichtung 110, Antriebsräder 2 und ein Laufband 1 auf. Die Antriebsvorrichtung 110 ist dazu eingerichtet, eine Antriebsleistung auf die Antriebsräder 2 zu übertragen. Die Antriebsräder 2 sind bei der gezeigten Ausführungsform als Reibräder ausgebildet, auf welchen ein Laufband reibschlüssig läuft. Eine Übertragung von Antriebsleistung von den Antriebsrädern 2 zum Laufband 1 erfolgt demnach mittels Reibschluss.
Die Antriebsräder 2 sind in einem Abstand zueinander angeordnet. Ein Führungssteg des Laufbands 1 ist zumindest bereichsweise zwischen den Antriebsrädern 2 aufgenommen, sodass das Laufband durch die Antriebsräder 2 seitlich geführt ist. Durch Drehung der Antriebsräder 2 wird somit ein Umlaufen des Laufbands 1 in der Raupenantriebseinheit bewirkt. Zum Spannen des Laufbands 1 sind weitere Stützräder (nicht dargestellt) vorgesehen.
Die Antriebsvorrichtung 110 weist Naben 21 zum Stützen und Befestigen der Antriebsräder 2 auf. Die Naben 21 sind über Wälzlager 22 drehbar an einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung 110 abgestützt. Das Gehäuse der Antriebsvorrichtung 110 ist zweiteilig ausgebildet, wobei eine Trennebene von Gehäuseteilen 16, 17 in Bezug auf eine Längsmittelachse nach außen versetzt ist, das heißt in 1 nach links versetzt ist.
Jede Nabe 21 ist drehfest mit einem Planetenträger 34 eines Planetengetriebes 18 verbunden. Je ein Antriebsrad 2 ist mittels Befestigungsbolzen drehfest an eine Nabe 21 gekoppelt. Der Planetenträger 34 ist topfartig ausgebildet und trägt Planetenräder 25. Die Planetenräder 25 sind einerseits kämmend im Eingriff mit einer Sonnenradwelle 26 und andererseits kämmend im Eingriff mit einem Hohlrad 24. Das Hohlrad 24 ist über einen Hohlradträger drehfest an dem Gehäuse, genauer gesagt am äußeren Gehäuseteil 17, befestigt.
Jede Sonnenradwelle 26 ist drehfest an eine Zentralwelle 33 gekoppelt. Die Zentralwelle 33 und die Sonnenradwellen 26 definieren die Abtriebsachse 19. Die Zentralwelle 33 weist ein Abtriebsrad 27 auf, welches drehfest mit der Zentralwelle 33 verbunden und auf dieser gehalten ist. Über das Abtriebszahnrad 27 wird eine Antriebsleistung auf die Zentralwelle 33 übertragen.
Benachbart zum Abtriebszahnrad 27 ist auf der Zentralwelle 33 eine Bremsvorrichtung 120 in Form einer Lamellenbremse vorgesehen. Die Lamellenbremse weist Außenlamellen 29 und Innenlamellen 28 auf. Die Innenlamellen 28 sind drehfest und axial verschieblich mit der Zentralwelle 33 verbunden. Die Außenlamellen 29 sind drehfest und axial verschieblich mit dem Gehäuse 16, 17 verbunden. Die Lamellen 28, 29 sind in Form von zwei Lamellenpaketen vorgesehen. Eine erste Innenlamelle 28 ist an einer Kontaktfläche 31 in Kontakt mit dem Abtriebszahnrad 27. An dieser Kontaktfläche 31 entsteht keine Reibung, da sowohl die Innenlamelle als auch das Abtriebszahnrad 27 drehfest an der Zentralwelle 33 gehalten sind und somit keine Relativdrehung zwischen diesen auftritt.
Zwischen den Lamellenpaketen ist eine Betätigungseinrichtung 140 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die Lamellenpakete mit einer Kraft zu beaufschlagen, um eine Reibung zwischen den Lamellen zu bewirken. Die Betätigungseinrichtung 140 weist zwei Druckplatten 30 auf, die drehfest an dem Gehäuse gehalten sind, genauer gesagt am Gehäuseteil 16. Die Druckplatten sind axial verschieblich entlang der Zentralwelle 33 vorgesehen. In den Druckplatten ist ein Rampenmechanismus vorgesehen, durch welchen die Druckplatten axial voneinander wegbewegt werden können, um die Lamellenpakete mit einer Kraft zu beaufschlagen. Auf diese Weise können zum Abbremsen die mit der Zentralwelle 33 rotierenden Innenlamellen 28 und die an dem Getriebe drehfest vorgesehenen Außenlamellen 29 aneinandergedrückt werden, wodurch ein Bremsmoment erzeugt wird.
Der Rampenmechanismus weist einen nicht dargestellten Aktuator in Form einer Betätigungsscheibe auf. Eine Drehbewegung der Betätigungsscheibe wird über das Kugelrampenprinzip in eine axiale Bewegung der Druckplatten umgesetzt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist der Aktuator an ein Gestänge gekoppelt und über dieses betätigbar.
Das Abtriebsrad 27 ist über ein Zwischenrad 15, welches am Gehäuse über eine Lagerwelle 32 gelagert ist, mit einem Zahnrad beziehungsweise Gangrad 11 wirkverbunden, welches als Losrad auf der Antriebswelle 8 angeordnet ist. Die Antriebswelle 8 ist über zwei Lagerstellen 12 drehbar an dem Gehäuse beziehungsweise den Gehäuseteilen 16, 17 gehalten. Die Antriebswelle 8 ist parallel zur Zentralwelle 33 angeordnet.
Über das Gangrad 11, das Zwischenrad 15 und das Abtriebszahnrad 27 erfolgt eine Übersetzung nach langsam, sodass eine im Vergleich zu der Drehzahl der Antriebswelle 8 reduzierte Drehzahl an der Zentralwelle 33 erhalten wird. Zur Herstellung und Unterbrechung einer Leistungsübertragung zwischen dem Gangrad 11 und der Antriebswelle 8 ist eine Kupplung vorgesehen. Die Kupplung ist als Klauenkupplung ausgebildet. Die Klauenkupplung weist eine über eine Schaltklaue 13 betätigbare Schaltmuffe 10 auf, die über einen Muffenträger 9 axial beweglich jedoch drehfest auf der Antriebswelle 8 vorgesehen ist. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist das Gangrad 11 als Losrad auf der Antriebswelle 8 gehalten und kämmend in Eingriff mit dem Zwischenrad 15. Das Gangrad 11 weist eine Verzahnung auf, mit welcher die Schaltmuffe 10 in Eingriff gebracht werden kann, um das Gangrad 11 drehfest an die Antriebswelle 8 zu koppeln. Die Schaltmuffe 10 ist in eine Einrückposition und in eine Ausrückposition beweglich. In der Einrückposition ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Schaltmuffe 10 und Gangrad 11 hergestellt ist und somit das Gangrad 11 drehfest an die Antriebswelle 8 gekoppelt. In der Ausrückposition ist keine formschlüssige Verbindung zwischen Schaltmuffe 10 und Gangrad 11 hergestellt.
An einem durch das Gehäuse hinausragenden Ende der Antriebswelle 8 ist ein Antriebsflansch 7 der Antriebsvorrichtung vorgesehen. Der Antriebsflansch 7 ist bei der gezeigten Ausführungsform über ein elastisches Ausgleichselement 6 und einen Flansch 5 mit einer Ausgangswelle eines elektrischen Antriebs 4 verbunden. Der elektrische Antrieb ist an einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen des Raupenfahrzeugs befestigt.
Durch die vorstehende Anordnung wird bei einem Betrieb des elektrischen Antriebs 4 eine Antriebsleistung über dessen Abtriebswelle über den Flansch 5 und das elastische Ausgleichselement 6 an den Antriebsflansch 7 der Antriebsvorrichtung 110 übertragen. Das elastische Element 7 kann Fehler in der Koaxialität zwischen Flansch 5 und Antriebsflansch 7 sowie Mikrobewegungen zwischen dem elektrischen Antrieb 4 und der Antriebsvorrichtung ausgleichen. Die Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse mit zwei Gehäuseteile 16 und 17 auf. In diesen Gehäuseteilen ist die Antriebswelle 8 mit Hilfe von Lagerungen and Lagerstellen 12 gelagert. Drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist der Muffenträger 9, mit welchem eine Schaltmuffe 10 drehfest verbunden.
Wird das Fahrzeug von Feld zu Feld überführt, wird der Muffenträger mit Hilfe der Schaltklaue 13 in eine solche axiale Stellung geschoben, dass er nicht mit der Verzahnung des Gangrades 11 im Eingriff ist. Somit ist der Antriebsstrang an dieser Stelle bei Überführungsfahrten unterbrochen und der Antrieb 4 wird nicht mitgeschleppt beziehungsweise bei hohen Geschwindigkeiten bei der Überführung vor Drehzahlüberhöhungen geschützt. Beim Arbeitseinsatz wird die Schaltklaue 13 und damit die Schaltmuffe 10 axial so verschoben, dass die Schaltklaue in die Verzahnung des Gangrads 11 eingreift. Damit ist eine Drehmomentübertragung vom elektrischen Antrieb 4 zu den Laufrädern 2 hergestellt. Hierbei kämmt das Gangrad 11 mit dem Zwischenrad 15, welches mit Hilfe der Lagerwelle 32 im Gehäuse geführt ist.
Das Zwischenrad 15 kämmt mit dem Abtriebsrad 27, welches drehfest mit der Zentralwelle 33 verbunden ist. Die Zentralwelle ist in den Gehäuseteilen 16, 17 mit Hilfe von Wälzlagern 36 gelagert. Mit der Zentralwelle 33 sind die Innenlamellen 28 der Bremsvorrichtung 140 drehfest verbunden. Abwechselnd zu diesen sind die Außenlamellen 29 und Druckplatten 30 der Betätigungseinrichtung 140 geschichtet, wobei die Außenlamellen 29 und die Druckplatten 30 drehfest mit dem Gehäuse 16, 17 verbunden sind. Die Innenlamellen 28, die Außenlamellen 29 und die Druckplatten 30 sind axial verschiebbar. Die Bremsvorrichtung 120 kann durch Einleitung von Kraft oder Drehmoment über ein nicht dargestelltes Gestänge betätigt werden, wodurch sich die beiden Druckplatten 30 der Betätigungseinrichtung 140 auseinanderbewegen. Dadurch reiben die rotierenden Innenlamellen 28 an Außenlamellen, so dass ein Bremsmoment von der Zentralwelle auf das Gehäuse übertragen wird.
Antriebs- und Bremsmomente werden von der Zentralwelle 33 auf die Sonnenradwellen 26 übertragen, welche mit den Planetenrädern 25 kämmen. Diese sind auf einem Zapfen des topfförmigen Planetenträgers 34 angeordnet, welcher das am weitesten außen befindliche Bauteil der Antriebsvorrichtung 110 im Hinblick auf die Gesamtbreite darstellt. Die Planetenräder 25 kämmen mit dem Hohlrad 24, welches mit dem Hohlradträger 23 drehfest verbunden ist, welcher seinerseits mit dem Gehäuse 16, 17 drehfest verbunden ist. Mit dem Planetenträger 34 ist die Nabe 21 drehfest verbunden, welche mit Hilfe von zwei Wälzlagern in Form von Kegelrollenlagern 22 auf dem Gehäuse geführt ist. Durch diese Anordnung ist der Bauraum so ausgestaltet, dass dieser optimal für eine Bremsvorrichtung 120 und eine sehr leistungsfähige Nabenlagerung ausgenutzt werden kann. Die Antriebsachse 20 ist weiter vom Boden weg vorgesehen, als die Abtriebsachse 19. Damit soll eine Bodenfreiheit für den Antrieb 4 erreicht werden. Die Anordnung der Bremse auf der Abtriebsachse 19 bietet den Vorteil, dass sie unmittelbar vor den Planetengetrieben 18 platziert ist und damit im Vergleich zu einer weiter beim elektrischen Antrieb 4 platzierten Bremse weniger Drehzahl standhalten muss und damit eine geringere Verlustleistung bei Überführungsfahrten erzeugt.
Bezugszeichenliste

1: Laufband
2: Antriebsrad / Reibrad
3: Führungssteg / Führungselement
4: elektrischer Antrieb
5: Flansch
6: elastisches Ausgleichselement
7: Antriebsflansch
8: Antriebswelle
9: Muffenträger
10: Schaltmuffe
11: Zahnrad / Gangrad
12: Lagestellen
13: Schaltklaue
15: Zwischenrad
16: Gehäuseteil
17: Gehäuseteil
18: Planetengetriebe
19: Abtriebsachse
20: Antriebsachse
21: Nabe
22: Wälzlager / Kegelrollenlager
23: Hohlradträger
24: Hohlrad
25: Planetenrad
26: Sonnenradwelle
27: Abtriebsrad
28: Innenlamellen
29: Außenlamellen
30: Druckplatten
31: Kontaktfläche
32: Lagerwelle
33: Abtriebswelle / Zentralwelle
34: Planetenträger
36: Wälzlager
100: Raupenantriebseinheit
110: Antriebsvorrichtung
120: Bremsvorrichtung
130: Getriebe
140: Betätigungseinrichtung

Claims

Antriebsvorrichtung (110) für eine Raupenantriebseinheit (100) eines Raupenfahrzeugs, mit einer Abtriebswelle (33), zumindest einem Planetengetriebe (18) und zumindest einer Nabe (21) zur Befestigung von einem Antriebsrad (2) zum Antreiben eines Laufbands (1) der Raupenantriebseinheit (100), wobei das zumindest eine Planetengetriebe (18) eingangsseitig mit der Abtriebswelle (33) wirkverbunden ist und ausgangsseitig mit einer von der zumindest einen Nabe (21) wirkverbunden ist, gekennzeichnet durch eine mit der Abtriebswelle (33) wirkverbundene Bremsvorrichtung (120) zum Aufbringen einer Bremskraft auf die Abtriebswelle (33).
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 1, mit zwei außenliegenden Planetengetrieben (18) und zwei Naben (21) zur Befestigung von Antriebsrädern (2) zum Antreiben eines Laufbands (1) der Raupenantriebseinheit (100), wobei jedes der außenliegenden Planetengetriebe (18) eingangsseitig mit der Abtriebswelle (33) wirkverbunden ist und ausgangsseitig mit jeweils einer der Naben (21) wirkverbunden ist.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 2, wobei die Naben (21) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, dass über daran befestigte Antriebsräder (2) ein einzelnes Laufband (1) angetrieben werden kann.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 3, wobei die Bremsvorrichtung (120) in Achsrichtung der Abtriebswelle (33) zwischen den Naben (21) vorgesehen ist.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 4, wobei die Bremsvorrichtung (120) in Achsrichtung der Abtriebswelle (33) zwischen den Planetengetrieben (18) vorgesehen ist.
Antriebsvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsvorrichtung (120) eine Lamellenbremse aufweist.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 6, wobei die Bremsvorrichtung (120) eine Betätigungseinrichtung (140) mit zwei senkrecht zur Achsrichtung der Abtriebswelle (33) angeordneten und in Achsrichtung der Abtriebswelle (33) beweglichen Druckplatten (30) aufweist, welche dazu eingerichtet sind, zur Erzeugung von Reibung eine Kraft auf Lamellen (28, 29) der Lamellenbremse auszuüben.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 7, wobei die Druckplatten (30) mechanisch betätigt werden.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 8, wobei die Betätigungseinrichtung (140) eine Kugelrampe aufweist.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 5, wobei ein Planententräger (34) von dem zumindest einen Planetengetriebe (18) topfförmig ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Antriebswelle (8), die mit der Abtriebswelle (33) über ein Getriebe (130) derart wirkverbunden ist, dass eine Krafteinleitung in die Abtriebswelle (33) zwischen einer Nabe (21) von der zumindest einen Nabe (21) und der Bremsvorrichtung (120) erfolgt.
Antriebsvorrichtung (110) nach Anspruch 11, wobei das Getriebe (130) ein Stirnradgetriebe aufweist.
Antriebsvorrichtung (110) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, ferner mit einem elektrischen Antrieb (4), der an die Antriebswelle (8) gekoppelt ist.
Raupenantriebseinheit (100) für ein Raupenfahrzeug, mit einem Laufband (1), zumindest einem Antriebsrad (2) zum Antreiben des Laufbands (1) und einer Antriebsvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Antriebsrad (2) drehfest an eine Nabe (21) der Antriebsvorrichtung (110) gekoppelt ist.
Raupenfahrzeug mit zumindest einer Raupenantriebseinheit (100) nach Anspruch 14.