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In ein Fahrzeugrad eingebauter hydrostatischer Motor Die Erfindung
bezieht sich auf einen in ein Fahrzeugrad eingebauten hydrostatischen Motor eines
hydrostatischen Getriebes, bei dem konzentrisch um eine ortsfeste Radachse ein mit
der Felge verbundenes Nabengehäuse mit radial angeordneten Zylindern vorgesehen
ist.
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Es ist bereits eine Antriebsvorrichtung für Fahrzeugräder bekannt,
die von einer Kraftmaschine mittels eines flüssigen oder anderen Druckmittels ohne
mechanische Verbindung betrieben wird und aus mehreren radial im angetriebenen Rad
angeordneten Kolbenmaschinen besteht, die gemeinsam das Rad in Umdrehung versetzen,
wobei ferner eine Vorrichtung zur Änderung des Drehzahlbereiches vorgesehen ist
und die Druckmittelzufuhr über einen Drehschieber erfolgt.
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Weiter ist ein hydrostatisches Getriebe mit mehreren mit der Radnabe
verbundenen, sternförmig um diese herum angeordneten radialen Armen bekannt; die
je einen Teil einer Zylinder-Kolben-Einheit tragen, deren anderer Teil unter der
Wirkung einer den Einheiten unter Druck nacheinander zugeführten Flüssigkeit auf
einen feststehenden, die Radnabe umgebenden Kurvenkörper einen radialen Druck ausübt,
dessen Rückwirkung die Nabe in Umdrehung versetzt.
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Zur Steuerung der den radial angeordneten Zylindern eines Flüssigkeitsmotors
zugeführten Druckflüssigkeit ist auch ein Steuerschieber bekannt, dessen Speisung
durch in der Welle des Radantriebes angebrachte Bohrungen erfolgt. Bei einem regelbaren
hydrostatischen Getriebe ist es ferner bekannt, Steuerschieber vorzusehen, die die
Druckmittelzufuhr zum Motorteil zu steuern gestatten, wie es auch bekannt ist, zur
Steuerung von Kolbenmaschinen Nockentrommeln vorzusehen.
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Bei diesen bekannten Fahrzeugradantrieben laufen die Flüssigkeitsmotoren
dauernd mit, so daß z. B. bei geringer Antriebsleistung und hoher Drehzahl dauernd
große Ölmengen umzuwälzen sind, wodurch sich hohe Verluste ergeben. Ferner bereiten
die Zufuhr und Verteilung des Druckmittels und dessen Steuerung durch Drehschieber
bauliche und betriebliche Schwierigkeiten, zumal hohe innere Kräfte bzw. durch den
einseitigen Exzenterantrieb hohe Radlagerkräfte auftreten.
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Hier setzt die Erfindung ein, indem sie es sich zur Aufgabe macht,
jeden einzelnen Radantrieb für sich zu- und abschaltbar zu machen, so daß trotz
umlaufenden Rades, z. B. bei Verwendung des erfindungsgemäßen Radantriebes in einem
mehrgliedrigen Zug, ein beliebiger Radmotor abgeschaltet und damit aus dem Druckmittelumlauf
herausgenommen werden kann. Dies ist besonders von Vorteil bei Fahrzeugen mit Allradantrieb,
die nur während des Anfahrens oder z. B. in schwierigem Gelände das volle Antriebsmoment
und den Allradantrieb benötigen, während im übrigen Fahrbetrieb nur ein Teil der
Radmotoren für den Antrieb erforderlich sind, wobei jedoch die einzelnen Motoren
jederzeit auch während des Fahrbetriebes ein- und ausschaltbar sein sollen. Außerdem
ist es Aufgabe der Erfindung, den Aufbau des Antriebsaggregates und dessen Steuerung
zu vereinfachen und innere Kräfte weitgehend aufzuheben, so daß sich auch bei Dauerbetrieb
keine Abnutzungserscheinungen ergeben, bei hohen Drehzahlen keine Verluste auftreten
und dabei ferner eine präzise Steuerung der Beaufschlagung der einzelnen Zylinder
gewahrt bleibt und das Auftreten von freien Massenkräften vermieden wird.
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Die Erfindung geht aus von einem in ein Fahrzeugrad eingebauten hydrostatischen
Motor eines hydrostatischen Getriebes, bei dem konzentrisch um eine Druckmittelleitungen
aufnehmende, ortsfeste Radachse ein mit der Felge verbundenes Nabengehäuse, das
die Zylindereinheiten des hydrostatischen Motors trägt, vorgesehen ist, wobei die
in einer Zylinderbüchse geführte Kolben und Pleuel aufweisenden Zylindereinheiten
sternförmig zur Radachse angeordnet sind, deren Pleuel mit auf der Radachse gelagerten
Nocken zusammenwirken und das von einer Druckmittelquelle geförderte Druckmittel
über
die in der Radachse vorgesehenen Druckmittelleitungen den Zylindereinheiten über
Steuervorrichtungen zuführbar ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß der mit den Pleueln der Zylindereinheiten
zusammenwirkende Nocken auf der Radachse drehbar gelagert und mit dieser wahlweise
kuppelbar ist.
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Hierdurch wird in einfacher Weise erreicht, daß lediglich der Antriebsnocken
von der Radachse abgekuppelt zu werden braucht, ohne daß große Umschaltungen vorgenommen
werden müssen und eine jederzeitige Betriebsbereitschaft für jeden einzelnen Radmotor
gewährleistet bleibt. Gleichzeitig wird ein unnötiges Mitlaufen der nicht benötigten
Radmotoren vermieden, so daß Verluste durch den hierbei erforderlichen Ölumlauf
ausgeschaltet werden und die Abnutzung auch, auf Dauer gesehen, gering bleibt. In
weiterer Ausbildung der Erfindung ist mit dem drehbar auf der Radachse gelagerten
Doppelnocken eine Scheibe fest verbunden, die Bohrungen aufweist, in die zylindrische
Ansätze mittels in einer mit der Radachse fest verbundene Kupplungsscheibe angeordneten,
willkürlich mit Druckmittel beaufschlagbaren Zylindern einfuhrbar bzw. aus diesen
ausrückbar sind.
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Es wird hierbei eine Verriegelung der feststehenden Radachse mit dem
antreibenden Doppelnocken angewendet, so daß schon mit kleinen Riegelelementen eine
sichere Antriebsverbindung erzielt wird, die auf hydraulischem Wege eine Fernbetätigung
zuläßt, ohne daß hierzu umfangreiche Schaltgestänge benötigt werden.
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Die Erfindung kann ferner auch dadurch weitergebildet werden, daß
mit dem drehbar auf der Radachse gelagerten Doppelnocken eine Kupplungsglocke fest
verbunden ist, während an der Radachse eine Kupplungsscheibe angebracht ist, die
mit Reibbelägen versehene und willkürlich druckmittelbetätigte, gegen entsprechende
Kuppelflächen der Kupplungsglocke preßbare Ringscheiben trägt.
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Durch diese Ausbildung läßt sich ein stoßfreies Kuppeln und Entkuppeln
zwischen Nockenscheibe und Radachse erzielen, wobei die Reibkupplung gleichzeitig
als überlastkupplung zu wirken vermag und keine äußeren, z. B. von der Radlagerung
aufzunehmenden Kräfte auftreten.
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Vorteilhaft weist dabei die Kupplungsscheibe an ihren Seitenflächen
an die Druckmittelzufuhr angeschlossene Ringnuten auf, in denen Dichtringe sowie
je ein ringförmiger Ansatz der beiden Ringscheiben aufgenommen wird, wobei letztere
gegenüber der Kupplungsscheibe gegen Drehen gesichert sind.
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Es können also einfache Drehteile Verwendung finden, die leicht auszuwuchten
sind und kleine Massen aufweisen, ohne daß jedoch äußere Kräfte auftreten, die von
der Radlagerung aufgenommen werden müßten, und wobei sich ferner ein stoßfreies
Ein- und Auskuppeln erzielen läßt.
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Der erfindungsgemäße Radantrieb ist in weiterer Ausgestaltung zur
Erzielung einer hohen Laufruhe und Selbsteinstellung der Pleuel bzw. ihrer Laufflächen
derart ausgebildet, daß der Doppelnocken zwei parallele Umfangsflächen aufweist
und die Pleuel der Kolben auf jeder dieser Umfangsflächen mittels zweier Rollenpaare
laufen.
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Es werden somit große Laufflächen und geringe Flächenpressungen erzielt
und Verkantungen der Pleuel und Laufrollen vermieden. Die Betätigung der Steuerschieber
für die einzelnen Arbeitszylinder erfolgt nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung
dadurch, daß mit dem Doppelnocken ein Nockenring fest verbunden ist, der eine Führungsnut
zum Verschieben von den Druckmittelfluß von und zu den Zylindereinheiten steuernden,
in Steuerzylindern angeordneten Steuerkolben mittels in der Führungsnut laufender
Nockenrollen aufweist, wobei jeweils ein Steuerzylinder fest mit je einer Zylindereinheit
verbunden ist.
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Die Steuerschieber sind dadurch in einfacher Weise zwangsgeführt,
benötigen keine Federvorspannung und können sich auch bei hohen Drehzahlen des Rades
nicht von den Bahnkurven abheben, so daß Flüssigkeitsschläge infolge von Steuerfehlern
vermieden werden und auch bei hohen Drehzahlen kein Ventilklappern auftritt, während
durch die symmetrische Anordnung von Kolben und Steuerschiebern ein vollkommener
Massenausgleich erzielt wird.
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Von Vorteil ist ferner, daß der Doppelnocken elliptische Form erhält,
weil sich hierdurch geringe Beschleunigungen der Kolben ergeben, auch eine einfache,
aber genaue Herstellung ermöglicht wird und dabei keine Beschleunigungsspitzen in
dem Triebwerk auftreten können.
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In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte
Ausführungsformen des in einem Fahrzeugrad eingebauten hydrostatischen Motors dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 eine Ansicht eines teilweise aufgeschnittenen hydrostatisch
angetriebenen Fahrzeugrades gemäß der Erfindung von außen, F i g. 2 eine Ansicht
dieses Fahrzeugrades von innen, F i g. 3 einen Radialschnitt durch das Fahrzeugrad
nach der Linie 3-3 in F i g. 1 in größerem Maßstab, F i g. 4 einen Schnitt durch
das Fahrzeugrad quer zur Radachse nach der Linie 4-4 in F i g. 3, F i g. 5 einen
Schnitt durch das Fahrzeugrad quer zur Radachse nach der Linie 5-5 in F i g. 3,
F i g. 6 einen Schnitt quer zur Radachse nach der Linie 6-6 in F i g. 3, F i g.
7 eine Seitenansicht bzw. einen Radialschnitt durch ein Fahrzeugrad und einen in
diesem eingebauten hydrostatischen Motor nach einer anderen Ausführungsform der
Erfindung, F i g. 8 eine Stirnansicht der Radachse mit den in ihr vorgesehenen Druckleitungen,
F i g. 9 einen Schnitt durch das in F i g. 7 gezeigte Fahrzeugrad nach der Linie
9-9 in dieser Figur und F i g. 10 Ansicht und Schnitt dieses Fahrzeugrades gemäß
der Linie 10-10 in F i g. 7.
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Das hydrostatisch angetriebene Fahrzeugrad 10
gemäß der Erfindung
besteht aus einer Felge 12, dem innerhalb der Felge vorgesehenen, den hydrostatischen
Motor aufnehmenden Antriebsteil 14 und der Radachse 16. Die in dem Antriebsteil
für die Radachse vorgesehene Bohrung ist an der Außenseite durch eine Kappe 18 abgeschlossen.
Der Antriebsteil weist ein Nabengehäuse 20 auf, das mittels zweier Wälzlager 22
und 24 auf der Radachse gelagert ist. An der Innenseite ist das Nabengehäuse 20
gegen die Radachse 16 durch einen Dichtungsring 26 abgedichtet. Die Kappe
18 ist mittels Schrauben 30 auf dem mittleren Teil 28 des Nabengehäuses befestigt.
Auf dem zwischen den beiden Wälzlagern 22 und 24 liegenden Teil der Radachse
16 befindet sich
eine Gleitlagerbüchse 32, auf der ein zur
Radachse 16 exzentrischer Doppelnocken 34 angeordnet ist, dessen mit axialem Abstand
voneinander liegende Umfangsflächen an der der höchsten Stelle 37 gegenüberliegenden
Stelle in eine gemeinsame Fläche übergehen (F i g. 5). Zwischen der Gleitlagerbüchse
32 und dem Wälzlager 22 ist auf der Radachse 16 eine Kupplungsscheibe 36 befestigt,
die sich mit ihrer Innenseite 38 gegen den Innenring des Wälzlagers 22 und mit ihrer
Außenseite 40 gegen die Gleitlagerbüchse 32 und den Doppelnocken 34 anlegt.
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Von dem inneren Ende der Radachse 16 erstreckt sich durch diese bis
zu der Kupplungsscheibe 36 eine Längsbohrung 42. An ihrer Ausmündung ist ein T-Stück
44 vorgesehen. Parallel zu der Längsbohrung 42 ist eine weitere Längsbohrung 46
(F i g. 6) vorgesehen, an deren Ausmündung ein T-Stück 48 vorgesehen ist.
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An einander gegenüberliegenden Stellen der Kupplungsscheibe 36 sind
auf deren Innenseite zwei Zylinder 50 und 52 vorgesehen, in denen je ein Kolben
54 achsparallel angeordnet ist. Jeder Kolben ist mit einem zylindrischen Ansatz
56 versehen, der in einer entsprechenden Bohrung 58 der Kupplungsscheibe durch Dichtungsringe
72 abgedichtet geführt ist und durch den Kolben in Richtung auf den Doppelnocken
34 vorbewegt werden kann.
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Von der Längsbohrung 42 gehen zwei Zweigkanäle 60 radial nach außen
zu den dem Doppelnocken 34 zugewendeten Enden der beiden Zylinder 50 und 52, so
daß durch sie zugeführtes Druckmittel die Kolben 54 von dem Doppelnocken wegbewegt.
Von der anderen Längsbohrung 46 gehen ebenfalls zwei Zweigkanäle 62 zu den dem Doppelnocken
34 abgewendeten Enden der Zylinder 50 und 52, so daß durch sie zugeführtes Druckmittel
die Kolben in Richtung auf den Doppelnocken bewegt. In beiden Fällen wird das sich
auf der anderen Seite der Kolben befindliche Druckmittel von den Kolben , durch
den betreffenden, dann als Entlastungskanal wirkenden anderen Zweigkanal verdrängt.
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Auf der Außenseite des Doppelnockens 34 ist ein weiterer, mit
einer Führungsnut 74 versehener Nockenring 64 vorgesehen, der mit einer auf der
, Innenseite des Doppelnockens 34 vorgesehenen Scheibe 66 durch Schrauben 68 an
dem Doppelnocken 34 befestigt ist. Die Scheibe 66 ist an einander gegenüberliegenden
Stellen mit Bohrungen 70 versehen, in die die beiden zylindrischen Ansätze 56 der
Kolben 54 geschoben werden, wenn die Kolben durch die Zweigkanäle 62 mit Druckmittel
beaufschlagt werden.
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Wie F i g. 1 und 3 zeigen, ist das Nabengehäuse 20 im wesentlichen
zylindrisch und auf seinem Umfang in gleichen Abständen mit fünf Öffnungen 76 versehen,
in die je eine Zylindereinheit 78 fest eingebaut ist. Die Achsen dieser Zylindereinheiten
liegen radial zur Radachse und alle in der gleichen Querebene zur Radachse 16, und
die Zylindereinheiten sind untereinander gleich. Jede Zylindereinheit weist eine
in die Öffnung 76 eingesetzte Zylinderbüchse 80 auf, die sich mit einer Schulter
84 gegen einen ringförmigen Ansatz 82 der Öffnung von außen anlegt.
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Jeder Öffnung 76 ist eine zweite, kleinere Öffnung 86 in der
Umfangswand des Nabengehäuses 20 zugeordnet, und in jede dieser Öffnungen
ist ein Steuerzylinder 88 eingesetzt. Je eine Zylinderbüchse 80 und ein Steuerzylinder
88 gehören zusammen und sind an ihren äußeren Enden durch einen Kopf 90 abgeschlossen,
der einen die Zylinderbüchse und den Steuerzylinder miteinander verbindenden Kanal
89 aufweist (F i g. 3). Die Köpfe 90 sind durch Bolzen 92 mit dem Nabengehäuse
20 verschraubt und gegen die Zylinderbüchse und den Steuerzylinder angezogen. Ein
Ring 94 (F i g. 3) schließt die Zwischenräume zwischen den Zylinderbüchsen und den
Steuerzylindern an deren äußerem Rand ab und bildet den Abschluß des Kanals 89 nach
innen.
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In jeder Zylinderbüchse 80 ist ein Kolben 96 vorgesehen und über einen
Kolbenbolzen 98 mit einem Pleuel 100 verbunden, an dessen innerem, verbreitertem
Ende zwei Rollenpaare 102 auf Bolzen 104 gelagert sind (F i g.
5). Mit diesen Rollenpaaren legen sich die Pleuel 100 gegen die Umfangsflächen
35 des Doppelnockens 34 an.
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In den zugehörigen Steuerzylindern 88 befinden sich Steuerkolben
106 (F i g. 3), die je aus zwei tragenden Teilen 108 und
110 und einem im Durchmesser kleineren Verbindungsteil 112 bestehen, der
eine Querbohrung 114 aufweist. Jeder Steuerkolben weist außerdem eine Längsbohrung
116 auf, die sich von der Querbohrung bis zur oberen Stirnfläche des tragenden
Teils 108 des Steuerkolbens erstreckt. Von dem radial inneren Ende des Steuerkolbens
106 erstreckt sich eine Kolbenstange 118 radial nach innen. Auf der dem Nockenring
64 zugewendeten Seite dieser Kolbenstangen befindet sich je eine Nockenrolle
122, die auf einem Zapfen 120 gelagert ist. Die Nockenrollen 122 greifen
in die Führungsnut 74 des Nockenringes ein.
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In der Radachse 16 befinden sich außer den Längsbohrungen 42 und 46
noch zwei weitere Längsbohrungen 124 und 126, die sich fast bis zum äußeren
Ende der Radachse erstrecken. An dem inneren Ende der Radachse münden sie über kurze
radiale Bohrungen 128 bzw. 130 in Anschlußnippel 132 bzw. 134 für Druckmittelleitungen
aus. An dem äußeren Ende der Radachse 16 münden die beiden Längsbohrungen
124 und 126 ebenfalls radial aus, und zwar in Längsrichtung versetzt
zueinander. Entsprechend diesen Ausmündungen sind in einem sternförmigen Deckel
140 des Nabengehäuses 20 zwei ringförmige, die Achse umschließende Ausnehmungen
136 und 138 vorgesehen. Die fünf Arme 142 des sternförmigen Deckels
140 reichen jeweils bis an einen der Steuerzylinder 88 heran und enthalten
je zwei Kanäle 144 und 146 (F i g. 1 und 3), die sich an zwei Öffnungen 148 bzw.
150 der Steuerzylinder 88 anschließen und mit je einer der ringförmigen Ausnehmungen
136 und 138 in Verbindung stehen. Infolgedessen kann das durch die
Anschlußnippel 132 bzw. 134 und die Längsbohrungen 124 bzw. 126 der Radachse 16
zugeführte Druckmittel in die Steuerzylinder 88 gelangen.
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In der in F i g. 3 gezeigten Stellung des Steuerkolbens 106 schließen
die beiden tragenden Teile 108 und 110 des Steuerkolbens die beiden
öffnungen 148 und 150 ab, so daß kein Druckmittel in den Steuerzylinder 88 und aus
diesem über den Kanal 89 in die Zylinderbüchse 80 gelangen kann. Bei einer
Drehung des Nebengehäuses 20 und damit auch des sternförmigen Deckels
140 um die Radachse 16
bleibt die Verbindung zwischen den Längsbohrungen
124 bzw. 126 der Radachse und den radialen Kanälen 144 bzw. 146 des sternförmigen
Deckels
140 über die ringförmigen Ausnehmungen 136 bzw. 138 ständig
erhalten.
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Die Führungsnut 74 des Nockenringes 64 (F i g. 4 ) besteht aus zwei
konzentrischen Halbkreisteilen 152 und 154 von unterschiedlichem Radius, die an
einander gegenüberliegenden Stellen durch kurze übergangsstücke miteinander verbunden
sind. Befinden sich die Nockenrollen 122 in dem größeren Halbkreisteil 152 der Führungsnut,
so sind die Steuerkolben 106 in einer Lage innerhalb des betreffenden Steuerzylinders
88, in der der tragende Teil 110 die Öffnung 148 abschließt und der tragende Teil
108 die Öffnung 150 freigibt. Umgekehrt befinden sich die Steuerkolben, wenn die
Nockenrollen 122 in den kleineren Halbkreisteil 154 der Führungsnut sind, in einer
Lage, in der der tragende Teil 108 die Öffnung 150 abschließt und der tragende
Teil 110 die Öffnung 148 freigibt.
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Das Nabengehäuse 20 weist zwischen den Zylinderbüchsen 80 und
den zugehörigen Steuerzylindern 88 nach außen gerichtete speicherartige Ansätze
156 auf (Fig. 2). Diese Ansätze sind mit entsprechenden, nach innen gerichteten
Ansätzen 158 (F i g. 1) der Felge 12 durch Bolzen 160 verschraubt, so daß Felge
und Nabengehäuse ein Ganzes bilden.
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Im Betrieb drehen sich das Nabengehäuse 20, die Zylindereinheiten
78, die Steuerzylinder 88; der Doppelnocken 34, der Nockenring 64, die Scheibe 66
und der sternförmige Deckel 140 zusammen um die feststehende Radachse 16,
wenn die zylindrischen Ansätze 56 der Kolben 54 aus den Bohrungen 70 der Scheibe
66 zurückgezogen sind. Auf diese Weise wird eine Freilaufwirkung des Fahrzeugrades
10 erreicht, die so lange andauert, wie die Ansätze 56 nicht in die Bohrungen
70 eingreifen.
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Soll das Fahrzeugrad 10 zum Antrieb des Fahrzeuges, an dem es vorgesehen
ist, herangezogen werden, so wird Druckmittel durch die Längsbohrung 46 und die
radialen Zweigkanäle 62 hinter die Kolben 54 geleitet, so daß die Ansätze 56 in
die Bohrungen 70 hineingedrückt werden, sobald sie mit ihnen in Deckung kommen.
Dadurch werden der Doppelnocken 34 und der Nockenring 64 fest mit der nicht umlaufenden
Radachse 16 gekuppelt. Bei der Vorbewegung der Kolben 54 wird das auf der Außenseite
befindliche Druckmittel durch die Zweigkanäle 60 und die Längsbohrung 42 der Radachse
verdrängt. Die Kolben bleiben mit ihren Ansätzen 56 so lange in den Bohrungen 70,
bis Druckmittel durch die Längsbohrung 42 und die Zweigkanäle 60 zugeführt wird,
so daß die Kolben 54 in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden.
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Gleichzeitig mit der Zuführung des Druckmittels zu den Kolben 54 wird
es auch einer der Längsbohrungen 124 bzw. 126 und damit den radialen Kanälen 144
bzw. 146 zugeführt. Erfolgt die Zuführung z. B. in die Längsbohrung 124,
so gelangt das Druckmittel über die ringförmige Ausnehmung 136 in die radialen Kanäle
144 und von diesen in diejenigen Steuerzylinder 88, deren Nockenrollen 122
sich in dem kleineren Halbkreisteil 154 der Führungsnut 74 befinden, und
von dort durch die Querbohrung 114, die Längsbohrung 116 und den Kanal 89 in die
äußeren Enden der zugehörigen Zylinderbüchse 80, wo es die in diesen befindlichen
Kolben 96 von außen beaufsehlagt und nach innen zu bewegen sucht. Bei Zuführung
des Druckmittels durch die Längsbohrung 124 bildet die Längsbohrung 126 die Abströmleitung
für diejenigen Zylinderbüchsen 80, bei denen die Nockenrollen 122
der zugehörigen Steuerkolben 106 sich in dem größeren Halbkreisteil 152 der Führungsnut
74 befinden, so daß der tragende Teil 108 die Öffnung 150 freigibt.
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Die Führungsnut 74 ist so zu dem Doppelnocken 34 angeordnet
(F i g. 4 und 5), daß das Druckmittel jedem der Zylinderbüchsen 80 von dem
Augenblick an zugeführt wird, in dem sich die Rollenpaare 102
des zugehörigen
Pleuels 100 auf der höchsten Stelle 37 des Doppelnockens 34 befinden.
Das geschieht dadurch, daß die zugehörige Nockenrolle 122 in den Halbkreisteil
154 der Führungsnut 74 einläuft und dadurch die Längsbohrung 124 mit der
Zylinderbüchse verbindet. Das Druckmittel sucht den in der betreffenden Zylinderbüchse
befindlichen Kolben 96 nach innen zu drücken, was nur dadurch geschehen kann, daß
die Rollenpaare zu der der Stelle 37 gegenüberliegenden niedrigsten Stelle des Doppelnockens
gelangen. Das Zuführen des Druckmittels in diese Zylinderbüchse hat also einen Umlauf
dieser Zylinderbüchse um den Doppelnocken 34 zur Folge. Ist die niedrigste Stelle
des Doppelnockens erreicht, so gelangt die Nockenrolle 122 des zugehörigen
Steuerkolbens 106 in den Halbkreisteil 152 der Führungsnut 74, wodurch die Zuführung
von Druckmittel zu dieser Zylinderbüchse unterbunden wird und diese statt dessen
mit der als Entlastungsleitung dienenden Längsbohrung 126 verbunden wird.
Da in der Zwischenzeit bereits die nächste Zylinderbüchse an die höchste Stelle
des Doppelnockens 34 gelangt ist und demgemäß Druckmittel zugeführt erhält, wird
die Drehbewegung ständig weitergeführt.
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Bei der beschriebenen Arbeitsweise, bei der die Längsbohrung 124 als
Druckmittelzuleitung dient, laufen die Zylinderbüchsen 80 und damit das Nabengehäuse
20 sowie die an diesem befestigte Felge 12
in F i g: 4 und 5 im Uhrzeigersinn
um den Doppelnocken 34 und die mit diesem über die zylindrischen Ansätze 56 und
die Kupplungsscheibe 36 festverbundene Radachse 16. Wird dagegen die Längsbohrung
126 als Druckmittelzuleitung und die Längsbohrung 124 als Entlastungsleitung verwendet,
so laufen diese Teile im entgegengesetzten Drehsinn um. Soll der Antrieb unterbrochen
werden, so wird Druckmittel durch die Längsbohrung 42 und die Zweigkanäle
60 in die Zylinder 50 und 52 eingeleitet, so daß die Kolben
54 sich, wie in F i g. 3 gezeigt, nach links bewegen und dadurch die zylindrischen
Ansätze 56 aus den Bohrungen 70 herausziehen. Dadurch werden der Doppelnocken
34 und der Nockenring 64
auf der Radachse 16 frei drehbar, so daß sie
für die auf die Kolben 96 wirkenden Kräfte kein Widerlager mehr sind.
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Bei der in F i g. 7 bis 10 gezeigten zweiten Ausführungsform des in
einem Fahrzeugrad eingebauten hydrostatischen Motors nach der Erfindung, bei der
entsprechende Teile mit einer um 200 größeren Bezugsziffer als bei der ersten Ausführungsform
bezeichnet sind, ist das Nabengehäuse 220 mittels zweier Wälzlager
222 und 224 auf der feststehenden Radachse 216 drehbar gelagert. Auf
der Innenseite ist das Nabengehäuse gegen die Radachse durch einen Dichtungsring
226 abgedichtet, so daß Druckmittel hier nicht austreten kann. Zwischen den beiden
Wälzlagern 222 und 224 befindet sich auf
einem zylindrischen Teil
der Radachse 216 eine Gleitlagerbüchse 232, und auf dieser ist ein elliptischer
Doppelnocken 234 drehbar angeordnet, der an einander gegenüberliegenden Stellen
zwei höchste Erhebungen 237 aufweist (F i g. 9). An zwei unter 90° zu diesen
Erhebungen liegenden Stellen gehen die Umfangsflächen 235 des Doppelnockens 234
in eine gemeinsame Fläche über.
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Auf der Innenseite des Doppelnockens 234 befindet sich eine fest mit
der Radachse 216 verbundene Kupplungsscheibe 236, die in eine Ringnut einer an dem
Doppelnocken 234 vorgesehenen Kupplungsglocke 247 eingreift. Die Kupplungsscheibe
236 weist an ihrem radial äußeren, in die Ringnut eingreifenden Teil beiderseits
je eine im Querschnitt T-förmige und an der Außenfläche mit einem Reibbelag 246
versehene Ringscheibe 245 auf. Mit dem dem Steg des T-förmigen Querschnitts entsprechenden
ringförmigen Ansatz 244 greifen die beiden Ringscheiben 245 in entsprechende
Ringnuten 241 und 242 der Kupplungsscheibe 236 ein, in denen
je ein die Abdichtung gegenüber den Ringscheiben bewirkender Dichtring 243 vorgesehen
ist und die durch in der Radachse 216 und in der Kupplungsscheibe 236 vorgesehene
Kanäle 239 und 237 von innen mit einem Druckmittel beaufschlagt werden können. Der
Kanal 237 wird radial durch einen Dichtring 240
gegenüber der Kupplungsglocke
abgedichtet. Werden die Ringnuten 241 und 242 mit Druckmittel beaufschlagt,
so werden die Ringscheiben 245 mit ihren Reibbelägen 246 gegen die Innenflächen
der Ringnut der Kupplungsglocke 247 gedrückt, wodurch der Doppelnocken 234
fest mit der Radachse 216 gekuppelt wird, so daß er, wie diese, feststeht.
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In Öffnungen 276 des Mantels des Nabengehäuses 220 sind auf den Umfang
gleichmäßig verteilt fünf Zylindereinheiten 278 mit ihren Zylinderbüchsen
280
eingesetzt, in denen sich Kolben 296 befinden. Jeder Kolben ist durch
einen Kolbenbolzen 298 mit einem dreieckförmigen Pleuel 300 verbunden, ..an dem
zwei Rollenpaare 302 gelagert sind, die auf Bolzen 304
gelagert sind
und auf den Umfangsflächen 235 des Doppelnockens 234 entlanglaufen können. Nach
außen sind die Zylinderbüchsen 280 durch Köpfe 290 abgedeckt, die durch Bolzen
292 mit dem Nebengehäuse verbunden sind. In den Zylinderbüchsen zugeordneten
Rippen 342 des Nabengehäuses 220 sind radiale Kanäle 344 vorgesehen,
die über in den Köpfen 290 vorgesehene Kanäle 289
irit dem äußeren. Ende der
Zylinderbüchsen in Verbindung stehen. Ihre inneren Enden münden in einer Zylinderfläche
aus, die die zylindrische Außenfläche eines Steuerschiebers 345 eng umgibt und sich
auf dieser drehen kann. Der Steuerschieber 345 ist mittels Schrauben 343 auf das
äußere Ende der Radachse 216 aufgeschraubt. Er weist vier achsparallele, gleichmäßig
um die Mitte verteilte Bohrungen, 346 uni? 347 auf (F i g. 1.0), die über
Ausnehmungen in de- zylindrischen Außenfläche des Steuerschiebers ausmünden, so
daß sie mit den radialen Kanälen 344 in Verbindung kommen können. Die Bohrungen
346 und 347 schließen sich unmittelbar an vier Längsbohrungen 348 und 349 der Radachse
216 an. Je zwediametral einander gegenüberliegende Längsbohrungen können an eine
gemeinsame Druckmittelzu'.'ührungsleitung oder an eine Entlastungsleitung angeschlossen
werden. Dementsprechend stehen jeweils zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen
des Steuerschiebers 345 unter Überdruck und versorgen die jeweils mit ihnen in Verbindung
stehenden radialen Kanäle und damit die Zylinderbüchsen 280, zu denen diese Kanäle
führen, mit Druckmittel, während die beiden dazwischenliegenden Ausnehmungen des
Steuerschiebers mit der Entlastungsleitung in Verbindung stehen, so daß die übrigen
Zylinderbüchsen 280 entlastet sind. Bei einem Umlauf des Nabengehäuses 220 gelangt
daher jeder radiale Kanal 344 und damit jede Zylinderbüchse abwechselnd zweimal
mit einem Ausschnitt des Steuerschiebers in Verbindung, der unter Druck steht, und
einem solchen, der entlastet ist. Man erkennt, daß, je nachdem welche der Bohrungen
346 und 347 an die Druckmittelzuführungsleitung angeschlossen ist, das Fahrzeugrad
in der einen oder in der anderen Richtung umläuft.
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Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform weist das Nabengehäuse
220 nach außen gerichtete speichenartige Ansätze 356 auf, die je zwischen
zwei Zylinderbüchsen 280 vorgesehen sind und zur Befestigung der mit 'entsprechenden,
&ach innen gerichteten Ansätzen versehenen Felge dienen.
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In der Praxis ist die Radachse 216 so an einem Fahrzeug vorgesehen,
daß sie sich nicht drehen kann. Normalerweise drehen sich der Doppelnocken
234 und die Kupplungsglocke 247 zusammen mit dem Nabengehäuse
220 um die Radachse 216. Der Doppelnocken und das Kupplungsglied befinden
sich dabei als im Freilaufzustand, so daß bei Beaufschlagung der Kolben 296 kein
Drehmoment erzeugt werden kann.
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Soll das Fahrzeug jedoch zum Antrieb mit herangezogen werden, so wird
durch Einleiten von Druckmittel in die Kanäle 239 und 237 der Doppelnocken
234 mit der Radachse 216 fest gekuppelt, so daß er ebenfalls nicht
mehr umlaufen kann., Gleichzeitig wird Druckmittel einem der beiden Längsbohrungenpaare
348 oder 349 bzw. den Bohrungenpaaren 346 oder 347 des Steuerschiebers
345 zugeleitet. Werden beispielsweise die Längsbohrungen 348 an die Druckmittel-Zuführungsleitung
angeschlossen, so gelangt das Druckmittel durch, diese Längsbohrungen und die Bohrungen
346 in die gerade mit diesen in Verbindung stehenden radialen Kanäle 344 und die
Kanäle 289 in einige der Zylinderbüchsen 280, die nach innen gedrückt
werden, wodurch die an deren Pleueln 300 vorgesehenen, Rollenpaare
302 an' den Umfangsflächen 235 des Doppelnockens 234 zu deren tiefsten Stellen
zu- laufen bestrebt sind. Auf diese Weise werden die Zylinderbüchsen.280 und :mit
ihnen das Nabengehäuse 220 um den feststehenden Doppelnocken in -Umlauf versetzt.
Die übrigen Zylinderbüchsen, die bei dieser Bewegung von dem Doppelnöcken über die
Pleue1300 nach außen gedrückt werden, sind währenddessen über die zugehörigen Kanäle
289 und 344 die Bohrungen 347 und die Längsbohrungen 349 an eine 'Entlastungsleitung
angeschlossen, so daß ihrer Auswärtsbewegung kein Widerstand entgegengesetzt wird.
Dabei ist die Anordnung der Steueröffnungen des Steuerschiebers 345 im Verhältnis
zur Lage des Doppelnockens so getroffen, daß die Kolben jeweils dann mit dem Druckmittel
beaufschlagt werden, wenn sich die zugehörigen Rollenpaare 302 auf den beiden höchsten
Erhebungen 237' des Doppelnockens befinden, und dann mit der Entlastungsleitung
verbunden werden,
wenn sich diese Rollenpaare an den beiden tiefsten
Stellen des Doppelnockens befinden.
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Werden statt der Bohrungen 346 und der Längsbohrungen
348 die Bohrungen 347 und die Längsbohrungen 349 mit der Druckmittel-Zuführungsleitung
verbunden, so ergibt sich die entgegengesetzte Drehrichtung des Fahrzeugrades um
die feststehende Achse.
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Soll die Antriebswirkung unterbrochen werden, so werden die Kanäle
239 und 237 entlastet, wodurch die Kupplungsscheibe 236 von der Kupplungsglocke
247 gelöst wird. Dadurch wird der Doppelnocken von der Radachse 216 frei und kann
sich wieder freilaufartig um diese drehen, so daß ein Drehmoment nicht mehr entstehen
kann.
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In F i g. 8 ist gezeigt, daß die Längsbohrungen 348
und
349 der Radachse 21.6 über enge Kanäle 358
und 360 mit dem zu
der Kupplungsscheibe 236 führenden Kanal 239 verbunden sind. In diesen Kanälen sind
Rückschlägventile vorgesehen, die je aus einer Kugel 362 und einer sie beaufschlagenden
Feder364 bestehen. Ist der Druck in einer der Längsbohrungen 348 und 349 größer
als in dem Kanal 239, so gelangt Druckmittel über das betreffende Rückschlagventil
in diese Bohrung und bewirkt eine Erhöhung des Anpreßdruckes der Ringscheiben 245
an der Kupplungsglocke 247. Dadurch wird erreicht, daß die Anpreßkraft der Ringscheiben
und damit deren höchstes Drehmoment stets proportional dem Druck in der Druckmittelzuführungsleitung
ist.
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Man erkennt, daß der Steuerschieber- bezüglich der auftretenden Drücke
ausgeglichen ist, weil sich :die jeweils unter Druck befindenden Bohrungen diagonal
gegenüberliegen., Da sowohl der Steuerschieber 345 mittels Schrauben
343 an der Radachse 216 als auch die die Kanäle 344 enthaltenden
Rippen 342 durch Schrauben 366 (F i g. 10) an dem Nebengehäuse lösbar befestigt
sind, können die der Steuerung dienenden Teile leicht ausgebaut und überholt oder
gegen andere mit mehr oder weniger Druckmittelbohrungen ausgetauscht werden.
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Die Verwendung eines Doppelnockens mit zwei Erhöhungen, wie es der
elliptische. Doppelnocken 234 ist, ermöglicht eine Vermehrung,-der in der
Rad-Achse 216 vorzusehenden Bohrungen. Dadurch kann der Zuströmquerschnitt
. und damit die -pro Zeiteinheit zugeführte Druckmittehnenge erhöht werden, so daß
größere Drehzahlen des Fahrzeugrades erzielbar sind: Der elliptische Doppelnocken"hat
.außerdem- einen zweiiaaligen Kraftimpuls pro Zylindereinheit :und Umlauf, so, daß
-der Kolbenhub in. zwei Teile unterteilt wird. Das ergibt, geringere .Kolben= geschwindigkeiteg
und dementsprechend geringere Massenkräfte.
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Infolge der Verbindung der Längsbohrungen 348
und 349 mit dem
Kanal 239 über die Rückschlagventile erhöht sich. die die Ringscheiben im Eingriff
haltende Kraft mit zunehmender Umlaufdrehzahl des Fahrzeugrades.
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Befindet sich. der Doppelnocken 234 in solcher Stellung, daß das Druckmittel
in einer Zylinder-Büchse 280 einströmen kann, wenn sich. die. Rollenpaare
302 der entsprechenden Pleuel 300 zwischen den Erhebungen 237' befinden
und der Doppelnocken 234 mit der Radachse 216 durch Betätigung der Ringscheiben
245 gekuppelt ist, so wirkt die Auswärtsbewegung des entsprechenden Kolbens
296
dem einströmenden Druckmittel entgegen und -die Kolben 296 benachbarter
Zylinderbüchsen 280 befinden sich nicht in den geeigneten Stellungen, in denen sie
durch das in ihre zugeordneten Zylinder-Büchsen 280 einströmende Druckmittel nach
innen gedrückt werden können. Durch den Druck des Druckmittels wird die Auswärtsbewegung
eines Kolbens 296 beim Einströmen des Druckmittels in die zugehörigen Zylinderbüchsen
280 verhindert, bis sich der letztere um ein vorbestimmtes Bogenstück weiterbewegt
hat, damit das Druckmittel aus der Zylinderbüchse 280 wieder entweichen und in die
Rücklaufleitung strömen kann. Hierfür ist es notwendig, daß der Doppelnocken
234 um die Radachse 216 in der gleichen Richtung und um das gleiche Bogenstück
entgegen der Kupplungswirkung der Ringscheiben 245 unter dem Einfiuß der
Kraft bewegt wird, die von den Rollenpaaren 302 auf die entsprechende Pleuelstange
300 ausgeübt wird. Die Drehung des Doppelnockens 234 um die Radachse
216 hört auf, wenn der Kolben 296 radial -nach außen wandert
und das Druckmittel aus den entsprechenden Zylinderbüchsen ausströmt, worauf der
Kolben 236 mit Bezug auf die Radachse 216 wieder stationär wird und
sich bezüglich der benachbarten Kolben 296 mit Bezug auf die Radachse 216 wieder
findet.
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Wenn das zweite Ausführungsbeispiel auch mit einer zwei. Ringscheiben
aufweisenden Kupplung versehen ist, so kann sie auch mit Kupplungselemehten nach
Art der bekannten Bremsschuhe versehen sein: In diesM Fallp arbeitun:dim Bremssctuhe
mit der.Innenihainer...Trona@aed:ausaen,llr@ mit dem<<Kßckee;Z34;fest.:vgrbunderr,iiät,;
wikreffd -die Bremssckuhe. mit -4er";Achse fest; verbu@doe swtA Durch Spreizen der
Bremsschuhe gegen die Troel wird dann der Nocken 234 fest mit, der ,Achse
216
gekuppelt, wie dies im Zusammenhang reit dem dargestellten Beispiel ;bereits
beschrieben 'würde. :- - :.