DE10217483A1

DE10217483A1 - Vehicle transmission to drive a wheel for e.g. excavators etc. has planet carrier with internal coolant feed with intake and outlet, to prevent damage during long braking

Info

Publication number: DE10217483A1
Application number: DE2002117483
Authority: DE
Inventors: Hermann Sonnleitner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-11-06

Abstract

The transmission has a planet wheel (2) forming the drive (1), and a planet carrier (4) with sun wheel (7) forming the take-off (5). The planet carrier has at least one coolant feed (16) with intake (17) and outlet (18). The outlet is located in the area of an inner disc (10) of a multiple disc brake (11), while the intake is on the side of the planet carrier opposite to a wheel bearing (13). The coolant is fed to the intake by a cup-shaped part with blades rotating with the planet carrier, or via a centrifugal pump mounted on the drive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Rades nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. The invention relates to a vehicle transmission Drive of a wheel according to the preamble of claim 1 Art.

Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Rades, bei welchen der Planetenträger den Abtrieb bildet und bei welchen der Abtrieb direkt über eine Lamellenbremse bremsbar ist, werden häufig in Mobilfahrzeugen, wie z. B. Arbeitsmaschinen, insbesondere Radbagger, eingesetzt, um das Fahrzeugrad über die Lamellenbremse direkt mit einem drehfest gehaltenen Gehäuseteil zu verbinden. Ein eventuell vorhandenes Spiel in der Verzahnung wirkt sich somit im Bremsfall nicht negativ aus. Da die drehenden Lamellen der Lamellenbremse jedoch mit der Drehzahl des Rades drehen, ist eine ausreichende Schmierung zur Kühlung der Bremse im Bremsfall schwierig. Vehicle transmission for driving a wheel, in which the planet carrier forms the output and in which the Output can be braked directly via a multi-disc brake, are often used in mobile vehicles, such as. B. work machines, especially wheel excavators, used to over the vehicle wheel the multi-disc brake directly with a non-rotatable one To connect the housing part. A possibly existing game thus does not affect the toothing when braking negative. Because the rotating discs of the disc brake however, turning at the speed of the wheel is one sufficient lubrication to cool the brake when braking difficult.

Die DE 197 18 744 C1 offenbart ein Fahrzeuggetriebe mit integrierter Bremse, bei welchem die inneren Lamellen der Lamellenbremse am äußeren Rand des Planetenträgers gehaltert sind und somit mit Raddrehzahl drehen, und die äußeren Lamellen der Lamellenbremse drehfest im Gehäuse gehaltert sind. Hierdurch ergibt sich durch die Zentrifugalbeschleunigung der inneren Lamellen ein Kühlmittelstrom, welcher die Lamellenbremse durchflutet. Dieser Kühlmittelstrom kann jedoch bei sehr lang dauernden Abbremsvorgängen zu gering sein, was zur Ölüberhitzung zwischen den Bremslamellen führt, wodurch die Bremsbelaglamellen vorzeitig altern. DE 197 18 744 C1 discloses a vehicle transmission with integrated brake, in which the inner plates the multi-disc brake on the outer edge of the planet carrier are supported and thus rotate at wheel speed, and the outer plates of the multi-disc brake rotatably in the housing are supported. This results in the Centrifugal acceleration of the inner fins a coolant flow, which floods the multi-disc brake. This However, coolant flow can be very prolonged Braking operations should be too low, causing oil overheating between the Brake discs leads, causing the brake pad discs age prematurely.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Rades zu schaffen, bei welchem die drehenden inneren Lamellen direkt mit dem Abtrieb in Verbindung stehen, und die äußeren Lamellen direkt mit einem drehfest gehaltenen Gehäuseteil verbunden sind, welcher auch bei lang anhaltenden Abbremsvorgängen nicht beschädigt wird. The present invention is based on the object to create a vehicle transmission for driving a wheel, where the rotating inner slats directly with the Output connected and the outer slats directly connected to a non-rotatable housing part are, which also with long-lasting braking processes is not damaged.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Rades gelöst. The task comes with one, including the distinctive Features of the main claim having vehicle transmission solved for driving a wheel.

Erfindungsgemäß besteht das Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Rades aus einem Planetengetriebe, dessen inneres Zentralrad den Antrieb bildet, das äußere Zentralrad drehfest gehaltert ist und der Planetenträger, welcher mindestens ein Planetenrad haltert, den Abtrieb bildet. Der Abtrieb des Planetenträgers steht mit einem Fahrzeugrad in Verbindung. Eine in das Fahrzeuggetriebe integrierte Lamellenbremse besteht aus inneren Lamellen, welche mit dem Planetenträger in Verbindung stehen, und äußeren Lamellen, welche drehfest mit einem Gehäuse des Fahrzeuggetriebes in Verbindung stehen. Zwischen dem Fahrzeugrad und dem Planetenträger ist eine Radlagerung angeordnet. Im Planetenträger ist eine Zuführung für Kühlflüssigkeit angeordnet, welche eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung besitzt, wobei die Auslaßöffnung im Bereich der inneren drehenden Lamellen und die Einlaßöffnung auf der dem Radlager gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Die Zuführung für Kühlflüssigkeit im Planetenträger ist entweder so angeordnet, daß alleinig durch die Drehbewegung des Planetenträgers der Kühlmittelstrom zu den drehenden Lamellen gefördert wird oder es sind im Bereich der Einlaßöffnung Förderhilfsmittel angeordnet. Vorzugsweise sind diese Förderhilfsmittel entweder als mit der Einlaßöffnung verbundene Rohre, deren Öffnung radial zur Drehachse des Planetenträgers, jedoch nicht parallel zur Stirnfläche des Planetenträgers, angeordnet ist, oder als topfförmiges Element, welches mit dem Planetenträger umläuft, oder als Fördereinrichtung, welche mit dem Antrieb des inneren Zentralrades verbunden ist, ausgebildet. Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere dieser Förderhilfsmittel miteinander zu kombinieren. Indem die Einlaßöffnung der Zuführung auf der dem Radlager gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, gelangt ausreichend gekühltes Öl zu den Bremslamellen, da auf der gegenüberliegenden Seite des Radlagers ausreichend Kühlmittelraum zur Verfügung steht. According to the invention there is the vehicle transmission Drive a wheel from a planetary gear, the inner central wheel forms the drive, the outer central wheel is rotatably supported and the planet carrier, which holds at least one planet gear that forms the output. The The output of the planet carrier is in with a vehicle wheel Connection. One integrated in the vehicle transmission Multi-plate brake consists of inner plates, which are connected to the Planet carriers communicate, and outer fins, which rotatably with a housing of the vehicle transmission in Connect. Between the vehicle wheel and the A wheel bearing is arranged on the planet carrier. in the A carrier for cooling liquid is arranged, which has an inlet opening and an outlet opening, the outlet opening in the area of the inner rotating Slats and the inlet opening on the the wheel bearing opposite side is arranged. The feeder for Coolant in the planet carrier is either arranged that solely by the rotation of the planet carrier Coolant flow to the rotating fins is promoted or there are conveying aids in the area of the inlet opening arranged. These are preferably funding aids either as pipes connected to the inlet opening, the Opening radial to the axis of rotation of the planet carrier, however not parallel to the face of the planet carrier, is arranged, or as a cup-shaped element, which with the Planet carrier rotates, or as a conveyor, which is connected to the drive of the inner central wheel, educated. There is also the possibility of several to combine these funding aids. By the Inlet opening of the feeder on the wheel bearing opposite side is sufficient cooled oil to the brake discs, as on the opposite Sufficient coolant space on the side of the wheel bearing Available.

In einer weiteren Ausgestaltungsform besteht die Möglichkeit, das Kühlmittel, welches auf der Seite des Planetenträgers angeordnet ist, welche dem Radlager gegenüberliegt, über eine externe Kühleinrichtung zu kühlen. In a further embodiment, the Possibility to use the coolant on the side of the Planet carrier is arranged, which is the wheel bearing opposite to cool via an external cooling device.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen. Further features are to be found in the description of the figures remove.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Fahrzeuggetriebe mit einer Zuführung im Planetenträger, deren Einlaßöffnung mit einem Rohr verbunden ist; Figure 1 is a vehicle transmission with a feed in the planet carrier, the inlet opening is connected to a tube.

Fig. 2 ein Fahrzeuggetriebe mit einer Zuführung im Planetenträger, bei welchem im Bereich der Einlaßöffnung ein topfförmiges Element angeordnet ist; FIG. 2 shows a vehicle transmission with a feed in the planet carrier, wherein a cup-shaped element is arranged in the region of the inlet opening;

Fig. 3 ein Fahrzeuggetriebe mit einer Zuführung im Planetenträger und einem topfförmigen Element mit Förderwirkung und Fig. 3 shows a vehicle transmission with a feed in the planet carrier and a cup-shaped element with a conveying effect and

Fig. 4 ein Fahrzeuggetriebe mit einer Zuführung im Planetenträger mit einem topfförmigen Element und auf dem Antrieb angeordnetem Fördermittel. Fig. 4 is a vehicle transmission with a feed in the planet carrier with a cup-shaped element and arranged on the drive conveyor.

Fig. 1

Ein Antrieb 1 ist einstückig oder mehrstückig mit einem inneren Zentralrad 2 eines Planetengetriebes 3 verbunden. Der Planetenträger 4 bildet den Abtrieb 5 und ist über eine Radnabe 6 mit einem nicht dargestellten Rad verbunden. Der Planetenträger 4 haltert Planetenräder 7, welche mit einem äußeren Zentralrad 8 in Wirkverbindung stehen. Das äußere Zentralrad 8 ist mittelbar oder unmittelbar mit dem Gehäuse 9 des Fahrzeuggetriebes drehfest verbunden. Auf dem Planetenträger 4, insbesondere auf seinem äußeren radialen Bereich, sind innere Lamellen 10 einer Lamellenbremse 11 angeordnet. Die äußeren Lamellen 12 sind drehfest im Gehäuse 9 gehaltert. Es besteht auch die Möglichkeit, die äußeren Lamellen 12 über ein weiteres Verbindungselement mit dem Gehäuse 9 zu verbinden. Zwischen der Radnabe 6 und somit dem Rad und dem Planetenträger 4 ist das Radlager 13 angeordnet. Radial außerhalb des Radlagers 13 ist die Betätigungsvorrichtung 14 der Lamellenbremse 11 angeordnet. Es besteht die Möglichkeit, die Betätigungsvorrichtung 14 auch mit einer automatischen Kolbennachstellung 15 auszubilden. Im Planetenträger 4 ist eine Zuführung 16 angeordnet, welche eine Einlaßöffnung 17 und eine Auslaßöffnung 18 aufweist. Die Auslaßöffnung 18 befindet sich im Bereich der inneren Lamellen 10 und die Einlaßöffnung 17 befindet sich auf der Seite des Planetenträgers 4, welche dem Radlager 13 gegenüberliegt. Mit der Einlaßöffnung 17 ist ein Rohr 19 verbunden, dessen Öffnung radial zur Drehachse 20 des Planetenträgers 4, jedoch nicht parallel zur Stirnfläche 21 des Planetenträgers 4, angeordnet ist. Auf der Seite des Planetenträgers 4, welche dem Radlager 13 gegenüberliegt, befindet sich ein Kühlmittelraum 22, in welchem sich Kühlmittel befindet. Bei Drehung des Planetenträgers 4 taucht somit das Rohr 19 in das Kühlmittel ein, wodurch das Kühlmittel zu den inneren Lamellen 10 gefördert wird. Es besteht die Möglichkeit, mehrere Rohre 19 im Planetenträger 4 anzuordnen und, je nach bevorzugter Drehrichtung, die Öffnungen auszurichten. Kann keine bevorzugte Drehrichtung definiert werden, so sind die Öffnungen nach beiden Drehrichtungen auszurichten. Es besteht die Möglichkeit, im Kühlmittelraum 22 eine Kühlvorrichtung 23 anzuordnen, wodurch das Kühlmittel im Fahrzeuggetriebe durch eine externe Kühleinrichtung gekühlt werden kann. Die Zuführung 16 im Planetenträger 4 kann aus einem zur Drehachse 20 parallel angeordneten Abschnitt 24 und einem radial zur Drehachse 20 angeordneten Abschnitt 25 bestehen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Zuführung 16 nur durch einen Abschnitt, welcher in radialer Richtung steigend angeordnet ist, auszubilden. A drive 1 is connected in one piece or in several pieces to an inner central wheel 2 of a planetary gear 3 . The planet carrier 4 forms the output 5 and is connected via a wheel hub 6 to a wheel, not shown. The planet carrier 4 holds planet gears 7 which are operatively connected to an outer central wheel 8 . The outer central wheel 8 is connected directly or indirectly to the housing 9 of the vehicle transmission in a rotationally fixed manner. Inner disks 10 of a multi-disk brake 11 are arranged on the planet carrier 4 , in particular on its outer radial area. The outer fins 12 are rotatably held in the housing 9 . There is also the possibility of connecting the outer slats 12 to the housing 9 via a further connecting element. The wheel bearing 13 is arranged between the wheel hub 6 and thus the wheel and the planet carrier 4 . The actuating device 14 of the multi-disk brake 11 is arranged radially outside the wheel bearing 13 . It is also possible to design the actuating device 14 with an automatic piston adjustment 15 . In the planet carrier 4 a feeder 16 is arranged, which has an inlet opening 17 and an outlet port 18th The outlet opening 18 is located in the area of the inner lamellae 10 and the inlet opening 17 is located on the side of the planet carrier 4 which is opposite the wheel bearing 13 . A tube 19 is connected to the inlet opening 17 , the opening of which is arranged radially to the axis of rotation 20 of the planet carrier 4 , but not parallel to the end face 21 of the planet carrier 4 . On the side of the planet carrier 4 , which is opposite the wheel bearing 13 , there is a coolant chamber 22 in which coolant is located. When the planet carrier 4 rotates, the tube 19 is thus immersed in the coolant, as a result of which the coolant is conveyed to the inner fins 10 . It is possible to arrange several tubes 19 in the planet carrier 4 and, depending on the preferred direction of rotation, to align the openings. If no preferred direction of rotation can be defined, the openings must be aligned in both directions of rotation. It is possible to arrange a cooling device 23 in the coolant chamber 22, as a result of which the coolant in the vehicle transmission can be cooled by an external cooling device. The feed 16 in the planet carrier 4 can consist of a section 24 arranged parallel to the axis of rotation 20 and a section 25 arranged radially to the axis of rotation 20 . However, there is also the possibility of forming the feed 16 only through a section which is arranged to rise in the radial direction.

Fig. 2

Die mit Fig. 1 identischen Bauteile weisen ein identisches Bezugszeichen auf und sind in Fig. 1 beschrieben. An der Stirnfläche 21 ist ein topfförmiges Element 26 angeordnet, wodurch Kühlmittel bei Drehung des Planetenträgers 4 in die Einlaßöffnung 17 gefördert wird. Zusätzlich tritt durch die Anordnung des Abschnitts 27 bei Drehung des Planetenträgers 4 eine Förderwirkung des Kühlmittels ein. The components identical to FIG. 1 have an identical reference number and are described in FIG. 1. A cup-shaped element 26 is arranged on the end face 21 , as a result of which coolant is conveyed into the inlet opening 17 when the planet carrier 4 rotates. In addition, due to the arrangement of the section 27, when the planet carrier 4 rotates, the coolant is conveyed.

Fig. 3

Die mit Fig. 1 identischen Bauteile weisen ein identisches Bezugszeichen auf und sind in Fig. 1 beschrieben. An der Stirnfläche 21 ist ein topfförmiges Element 26 angeordnet, welches an seiner dem Planetenträger 4 zugeordneten Seite Fördereinrichtungen 28 in Form von Schaufeln aufweist. Somit ist gewährleistet, daß auch bei sehr langsamen Drehzahlen, wie sie beispielsweise im ersten Gang vorkommen, ausreichend Kühlflüssigkeit gefördert wird. The components identical to FIG. 1 have an identical reference number and are described in FIG. 1. A pot-shaped element 26 is arranged on the end face 21 and has conveying devices 28 in the form of blades on its side assigned to the planet carrier 4 . This ensures that even at very slow speeds, such as occur in first gear, sufficient coolant is delivered.

Fig. 4

Die mit Fig. 1 identischen Bauteile weisen ein identisches Bezugszeichen auf und sind in Fig. 1 beschrieben. An der Stirnfläche 21 ist ein topfförmiges Element 26 angeordnet. Mit dem Antrieb 1 ist eine Fördereinrichtung 29 verbunden, welche Kühlmittel aus dem Kühlmittelraum 22 in das topfförmige Element 26 fördert. Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung 29 als Zentrifugalpumpe ausgeführt. Indem die Fördereinrichtung 29 mit dem Antrieb 1 verbunden ist, kann auch bei sehr geringer Drehzahl des Abtriebs 5 ausreichend Kühlmittel gefördert werden, da der Antrieb 1 sich durch die Übersetzung des Planetengetriebes schneller dreht. Bezugszeichen 1 Antrieb
2 inneres Zentralrad
3 Planetengetriebe
4 Planetenträger
5 Abtrieb
6 Radnabe
7 Planetenrad
8 äußeres Zentralrad
9 Gehäuse
10 innere Lamellen
11 Lamellenbremse
12 äußere Lamellen
13 Radlager
14 Betätigungsvorrichtung
15 Kolbennachstellung
16 Zuführung
17 Einlaßöffnung
18 Auslaßöffnung
19 Rohr
20 Drehachse
21 Stirnfläche
22 Kühlmittelraum
23 Kühlvorrichtung
24 Abschnitt
25 Abschnitt
26 topfförmiges Element
27 Abschnitt
28 Fördereinrichtung
29 Fördereinrichtung
The components identical to FIG. 1 have an identical reference number and are described in FIG. 1. A cup-shaped element 26 is arranged on the end face 21 . A conveyor 29 is connected to the drive 1 , which conveys coolant from the coolant chamber 22 into the cup-shaped element 26 . The conveying device 29 is preferably designed as a centrifugal pump. By connecting the conveyor 29 to the drive 1 , sufficient coolant can be delivered even at a very low speed of the output 5 , since the drive 1 rotates faster due to the translation of the planetary gear. Reference number 1 drive
2 inner central wheel
3 planetary gears
4 planet carriers
5 downforce
6 wheel hub
7 planet gear
8 outer central wheel
9 housing
10 inner slats
11 multi-disc brake
12 outer slats
13 wheel bearings
14 actuating device
15 piston adjustment
16 feeder
17 inlet opening
18 outlet opening
19 pipe
20 axis of rotation
21 end face
22 coolant compartment
23 cooling device
24 section
25 section
26 cup-shaped element
Section 27
28 conveyor
29 conveyor

Claims

1. Vehicle transmission for driving a wheel with an inner central wheel ( 2 ), which forms the drive ( 1 ), with an outer central wheel ( 8 ), which is non-rotatably held, and a planet carrier ( 4 ), which has at least one planet wheel ( 7 ) holds and forms the output ( 5 ), with a multi-disk brake ( 11 ), the inner disks ( 10 ) of which are non-rotatably connected to the planet carrier ( 4 ) and the outer disks ( 12 ) of which are non-rotatably mounted, with a wheel bearing ( 13 ), which is arranged between the wheel and the planet carrier ( 4 ), characterized in that in the planet carrier ( 4 ) at least one inlet ( 16 ) with an inlet opening ( 17 ) and an outlet opening ( 18 ) for coolant is arranged, the outlet opening ( 18 ) in the area of the inner fins ( 10 ) and the inlet opening ( 17 ) is arranged on the side of the planet carrier ( 4 ) opposite the wheel bearing ( 13 ).

2. Vehicle transmission according to claim 1, characterized in that in the region of the inlet opening ( 17 ) a cup-shaped element ( 26 ) rotates with the planet carrier ( 4 ), whereby the coolant reaches the inlet opening ( 17 ).

3. Vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the inlet opening ( 17 ) is connected to a tube ( 19 ), the opening of which is radial to the axis of rotation ( 20 ) of the planet carrier ( 4 ) and not parallel to an end face ( 21 ) of the planet carrier ( 4 ) is arranged.

4. Vehicle transmission according to claim 2, characterized in that the cup-shaped element ( 26 ) has blade-like elements.

5. Vehicle transmission according to claim 1, characterized in that a conveyor ( 29 ) is arranged on the drive ( 1 ), whereby coolant is conveyed to the inlet opening ( 17 ).

6. Vehicle transmission according to claim 1, characterized in that the coolant is cooled in the region of the inlet opening ( 17 ) via an external cooling ( 23 ).

7. Vehicle transmission according to claim 5, characterized in that the conveyor ( 29 ) is designed as a centrifugal pump.