DE1505625C3

DE1505625C3 - In eine Radnabe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Straßenfahrzeugs, eingebauter hydrostatischer Motor

Info

Publication number: DE1505625C3
Application number: DE19661505625
Authority: DE
Inventors: Heinrich 5284 Wiehl Brandt
Original assignee: Bergische Achsenfabrik Fr Kotz & Soehne 5276 Wiehl
Current assignee: Bergische Achsenfabrik Fr Kotz & Soehne 5276 Wiehl
Priority date: 1966-08-13
Filing date: 1966-08-13
Publication date: 1974-04-25
Also published as: SE333880B; DE1505625A1

Description

3. Hydrostatischer Motor nach den An- 4<> Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbuchse (21) auf dem Achsschenkel (14) befestigt ist und über Ringnuten (29 und 30) mit

in Achsrichtung verlaufenden Bohrungen (31 und 33) im Achsschenkel (14) für die Zuführung und Abführung des Drucköls in Verbindung steht.

Λ»η Nachteil daß zwischen den freien ausragenden Nähten _£ ^

SSeRA^ auftreten Außerdem ist hebiicne H.C β verschiedenen Grun-

dieses ^Kons™'X^P _n ^rTm Dauerbetrieb auftretenden

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konstniktionsprinzip in der Praxis bisher auch nur [S seine laufenden Axialkolbenpumpen und -mo-S ben"« worden. Diese haben bekanntlich einen i Anfahrwirkungsgrad und sind fur den SretaaSbereich einer Radnabe ungeeignet Weiterhin ergeben sich hohe Querkräfte auf *e Fuhrungselemente für die Kolben. Der maximale Kolbenhub ist Turch die Schrägstellung der als Übertragungs-2 ed dienenden Schrägscheibe nur sehr kern. Wenn deser bekannte hydrostatische Motor fur die erforderlichen Anfahrdrehmomente an Radachsen aus-SS wird, sind seine räumlichen Abmessungen zwangläufig so groß, daß er nicht mehr auf dem ,n ZT herkömmlichen Radnabe zur Verfugung stehen-

Die Erfindung betrifft einen in eine Radnabe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Straßenfahrzeugs, eingebauten hydrostatischen Motor, mit mindestens an drei über den Umfang gleichmäßig verteilten Stellen in der drehbaren Radnabe angeordneten Zylindern, die parallel zur Drehachse der Radnahe verlaufen, in denen durch Drueköl beaufschlagbare Kolben verschiebbar sind, deren hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbewegung der Radnabe umgewandelt wird.

Bekannt ist ein hydrostatischer Motor mit konzentrisch und parallel zur Achse der Radnabe liegenden und das Rad antreibenden Kolben, bei diesem bekannten hydrostatischen Motor wird die hin- und hergehende Bewegung der Kolben durch eine als Übertragungsglied dienende Schrägscheibe in die drehende Bewegung des Rades umgewandelt (deutsche Auslegeschrift 1 059 736).

Dieser bekannte hydrostatische Motor hat den her-

einzuoaucii. uci u«.·· ^.— -- ,

toren für den Einbau in eine Radnabe eines Fahr Zeuges sind die Kolben und Zylinder aber radial zur Drehachse angeordnet, so daß spezielle Radnaben mit relativ großem Durchmesser angefertigt werdet, müssen, um den Motor unterbringen zu können. Au dem in einer herkömmlichen Radnabe zur Vei fügung stehenden engen Raum können die bekannten hydrostatischen Motoren nicht untergebracht werde·! (österreichische Patentschrift 15 552, deutsche Patentschriften 949 327 und 1 172127).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einui hydrostatischen Motor für den Einbau in eine Raunabe zu schaffen, der leistungsfähig und gleichwohl so kompakt gebaut ist, daß er auf dem in einer herkömmlichen Radnabe zur Verfügung stehenden engen Raum untergebracht weiden kann.

Ausgehend von den bekannten, in eine Radnabe eingebauten hydrostatischen Motoren mit mindesten', an drei über den Umfang gleichmäßig verteilten Stellen in der drehbaren Radnabe angeordneten Z> lindem, die parallel zur Drehachse der Radnabe verlaufen, in denen durch Drucköl beaufschlagbare Kolben verschiebbar sind, deren hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbewegung der Radnabe umwandelbar ist, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils zwe axial fluchtende Zylinder an den gleichmäßig übe: den Umfang verteilten Stellen in der Radnabe an geordnet sind und die in den jeweils axial fluchtender Zylindern angeordneten Kolben durch eine gemein same Kolbenstange verbunden sind und in jedei Kolbenstange eine Bohrung vorgesehen ist. in die eir exzentrischer Zapfen je einer exzentrisch in je einen Kegelrad gelagerten Welle eingreift, wobei an jede Welle ein Zahnrad befestigt ist und jedes dieser Zahn räder mit jeweils einem an der Radnabe angeordnetei Innenzahnkranz kämmt und die die Wellen tragender Kegelräder sich an einem am Achsschenkel befestig ten Tellerrad abwälzen.

Bei einer praktischen Ausführungsform des erfin dungsgemäß ausgebildeten hydrostatischen Motor kann die Zuführung des Drucköls zu den Kolben übe eine Stcuerbuchse erfolgen, die Ringnuten aufweist in denen Bohrungen angeordnet sind, die mit BoIi

rungen in Verbindung stehen, die in Verbundbohrungen münden, durch die das Drucköl über Schlitze den jeweiligen Kolben zuströmt. Dabei kann die Steuer-¹ buchse auf dem Achsschenkel befestigt sein und über Ringnuten mit in Achsrichtung verlaufenden Bohrungen im Achsschenkel für die Zuführung und Abführung des Drucköls in Verbindung stehen.

Der erfindungsgemäß ausgebildete hydrostatische Motor besitzt eine überraschend einfache Konstruktion, die eine leistungsfähige und gleichwohl korn- ίο pakte Bauweise gestattet. Auf diese Weise ist es möglich, den gesamten hydrostatischen Motor einschließlich der erforderlichen Steuereinrichtungen für die Hydraulik auf dem in einer herkömmlichen Radnabe zur Verfügung stehenden engen Raum unterzubringen.

In der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnunger, wird ein in eine Radnabe eingebauter, erfindungsgemäß ausgebildeter hydrostatischer Motor beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen in eine Radnabe eingebauten hydrostatischen Motor entl?ng der Linie I-I in Fig. 2 geschnitten,

Fig. 2 denselben hydrostatischen Motor entlang der Linie H-II in der Fig. 1 geschnitten,

F i g. 3 denselben hydrostatischen Motor entlang der Linie III-III in Fig. 1 geschnitten,

Fig. 4 denselben hydrostatischen Motor entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 geschnitten,

F i g. 5 denselben hydrostatischen Motor entlang der Linie V-V in Fi g. ] geschnitten,

Fig. 6 denselben hydrostatischen Motor entlang der Linie VI-VI in Fig. 1 geschnitten,

Fig. 7 bis 11 den Bewegungsablauf des die Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehbewegung umwandelnden Übertragungsgetriebes während einer Hubbewegung eines Kolbenpaares in schematischer Darstellung.

Gemäß F i g. 1 befinden sich in einer Radnabe 1 Zylinder 2 und la mit ihren Kolben 3 und 3a, wobei die beiden koaxial angeordneten Kolben durch eine gemeinsame Kolbenstange 4 miteinander verbunden sind. In jeder Kolbenstange 4 ist ein exzentrisch zu einer Welle 5 und mit dieser verbundener Zapfen 6 drehbar gelagert. Die Welle 5 wiederum ist in einem Kegelrad 7 exzentrisch gelagert und tragt ein Zahnrad 8. Das Kegelrad 7 ist mit Lagern 9 und 10 in einem Gehäuse 11 gelagert. Mit dem Gehäuse 11 ist ein Innenzahnkranz 12 verbunden, der mit dem Zahnrad 8 der Welle 5 im Eingriff steht. Das Kegelrad 7 ist mit einem Tellerrad 13 im Eingriff. Das Tellerrad 13 ist mit einem Achsschenkel 14 verbunden, wahrend das Gehäuse 11 auf der Radnabe 1 befestigt ist.

In der Radnabe 1 sind Radbolzen 15 angebracht. mit denen die — nicht dargestellten — Räder an der Radnabe 1 befestigt werden. Ein Radnabengehäuse 16, ein Deckd 17 und eine Dichtung 18 schließen den hydrostatischen Motor nach außen ab. Ein Deckel 55 ist mit der Radnabe 1 verbunden und dichtet die Zylinder 2 nach außen hin ab. Ein Lagerhalter 36 ist ebenfalls mit der Radnabe 1 verbunden und dichtet die anderen Zylinder "la nach außen hin ab und nimmt ein äußeres Lager 37 in sich auf. Ein Deckel 38 verschließt den hydrostatischen Motor nach außen hin. Mit Hilfe des äußeren Lagers 37 und eines inneren Lagers 19 ist die Radnabe 1 auf dem Achsschenkel 14 gelagert. Mit einer Nutmutter 20 wird das Lager 37 auf dem Achsschenkel 14 verschraubt.

Zur gesteuerten Zuführung des Drucköles zum Antrieb der Kolben 3 und 3a ist eine Steuerbuchse 21 vorgesehen, die mit dem Achsschenkel 14 verbunden ist. In der Radnabe 1 sind ferner axial verlaufende Verbundbohrungen 22 angeordnet, die abwechselnd mit den Zylinderbohrungen um den Achsschenkel 14 herum angeordnet sind. Die Verbundbor, rungen 22 dienen zur Zuführung von Drucköl zu den Zylindern 2 mit den Kolben 3 über Schütze 23 (Fig. 5 und 6), während Schlitze 24 (Fig. 1 und 4) zur Zuführung von Drucköl zu den Kolben 3« dienen. Bohrungen 26 und 25 verbinden die Verbundbohrungen 22 mit Bohrungen 27 und 28 der Steuerbuchse 21, über die unter Vermittlung von Ringnuten 29 und 30 das Drucköl durch Bohrungen 31 und 32 bzw. 33 und 34 des Achsschenkels 14 zu- bzw. abgeführt wird. Der in die Radnabe 1 eingebaute hydrostatische Motor ist am Achskörper 35 befestigt.

Die Wirkungsweise des in die Radnabe 1 eingebauten hydrostatischen Motors ist folgende:

Die Druckölzuführung zum hydrostatischen Motor erfolgt beispielsweise über die Bohrung 31 und über die weitere querliegende Bohrung 32 im Achsschenkel 14 zur Ringnut 29 der Steuerbuchse 21. Je nach Stellung der Radnabe 1 zu den Zylindern 2 und la erfolgt die Zuleitung des Drucköls zu den Zylindern 2 durch die Bohrungen 25, die Verbundbohrungen 22 zu den Schlitzen 23 oder durch die Bohrungen 27, die Verbundbohrungen 22 und die Schlitze 24 zu den Zylindern la und damit auf die Kolben 3 bzw. 3a, wodurch der Zapfen 6 in der Kolbenstange 4 axial in Richtung des Kolbens bewegt wird. Die Kolben 3 und 3 η des hydrostatischen Motors sind also nur einfachwirkend ausgebildet. Die Axialverschiebung wird dadurch ermöglicht, daß die Mitte des Zapfens 6 in ihrer äußersten Stellung im Teilkreis des Innenzahnkranzes 12 liegt, aber der Teilkreis des Zahnrades 8 auf der Welle 5 halb so groß ist wie der vom Innenzahnkranz 12. Die Welle 5 wiederum ist in dem Kegelrad 7 so gelagert, daß das Zahnrad 8 mit dem Innenzahnkranz !2 im Eingriff ist.

In den Fig. 7 bU 11 ist eine halbe Drehung des Kegelrades 7 und damit eine Hubbewegung des Kolbens 3 dargestellt. In F i g. 7 befindet sich der Kolber 3 a in seiner oberen Totpunktlage, während der Kolben 3 sich in der unteren Totpunktlage befindet. Diese Stellung soll als Ausgangsstellung bezeichnet werden. In Fig. <S hat das Kegelrad 7 eine Drehung um 45
ausgeführt, wobei sich die Welle 5 mit dem Zahnrad 8 mitgedreht hat, so daß sich der Zapfen 6 geradlinig auf der Kolbenstange nach innen beweg;. Zwangläufig ergibt sich dadurch für den Kolben 3 a eine Abwärtsbewegung, für den Kolben 3 eine Aufwärtsbewegung. In F i g. 9 ist eine Stellung dargestellt, in der sich das Kegelrad 7 um 90 gedreht hat. Die Welle 5 mit dem Zahnrad 8 hat an der Drehung teilgenommen, so daß der Zapfen 6 in den Mittelpunkt des Kegelrades 7 gewandert ist. Wenn sich das Kegelrad 7 um 135 gedreht hat. wie es Fig. 10 darstellt, so ist der Zapfen 6 aus der Mittelpunktstellung des Kegelrades 7 nach rechts hinaus und bei einer weiteren Drehung des Kegelrades 7 um 180", wie es Fig. 1! darstellt, ist der Zapfen 6 in die rechte obere Totpunktlagc gelangt. Der Kolben 3a befindet sich nun in seiner unteren Totpunktlage und der Kolben 3 in seiner oberen Totpunkllagc.

Dreht sich das Kegelrad 7 weiter, so ist bei einer l'mdrehung des Kegelrades 7 die Ausgangsstellung.

die in Fig. 7 dargestellt ist, wieder erreicht. Die Kolben haben ein Arbeitsspiel ausgeführt.

Wird nun das Arbeitsspiel eines Kolbenpaares bei einer vollen Umdrehung der Radnabe betrachtet, so ergeben sich folgende Arbeitstakte:

Beispielsweise sei das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Kegelrad 7 und dem Tellerrad 13 so ausgebildet, daß bei einer Radnabenumdrehung das Kegelrad 7 sechs Umdrehungen ausführt, Es ergeben sich dann für die Kolben folgende Arbeitsspiele:

Kolben 3a beginnender Arbeitstakt;
Kolben 3 beginnender Auslaßtakt.

Nach einer halben Umdrehung des Kegelrades 7 (= Vi2 Umdrehung der Radnabe) beginnt der Auslaßtakt beim Kolben 3a und der Arbeitsitakt beim Kolben 3. Nach einer Umdrehung des Kegelrades 7 (= ¹Ai Umdrehung der Radnabe) beginnender Arbeitstakt beim Kolben 3 a und beginnender Auslaßtakt beim Kolben 3. Nach einer Umdrehung des Kegelrades 7 ist die Ausgangsstellung für das Kegelrad 7 erreicht. Der in die Radnabe eingebaute hydrostatische Motor hat dabei Ve Umdrehung ausgeführt. Dadurch ergeben sich für jeden Kolben 3 und 3 a

ίο sechs Arbeitstakte für eine Radnabenumdrehung. Die Anzahl der Kolben im hydrostatischen Motor sollte immer so gewählt werden, daß eine Unwucht nach außen durch nicht ausgeglichene Massen nicht auftritt. Die Einlaß- und Auslaßbohrungen müssen entsprechend der Arbeitstaktfolge in der Steuerbuchse angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In eine Radnabe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Straßenfahrzeugs, eingebauter hydrostatischer Motor, mit mindestens an drei über den Umfang gleichmäßig verteilten Stellen in der drehbaren Radnabe angeordneten Zylindern, die parallel zur Drehachse der Radnabe verlaufen,

in denen durch Drucköl beaufschlagbare Kolben verschiebbar sind, deren hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbewegung der Radnabe umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wie für sich bekannt zwei axial fluchtende Zylinder (2 und 2 a) an den gleichmäßig über den Umfang verteilten Stellen in der Radnabe (1) angeordnet sind und die in den jeweils axial fluchtenden Zylindern [2 und 2a) angeordneten Kolben (3 und 3 a) durch eine gemeinsame Kolbenstange (4) verbunden sind und in jeder Kolbenstange (4) eine Bohrung vorgesehen ist, in die ein exzentrischer Zapfen (6) je einer exzentrisch in je einem Kegelrad (7) gelagerten Welle (5) eingreift, wobei an jeder Welle (5) ein Zahnrad (8) befestigt ist und jedes dieser Zahnräder (8) mit jeweils einem an der Radnabe (1) »5 angeordneten Innenzahnkranz (12) kämmt und die die Wellen (5) tragenden Kegelräder (7) sich an einem am Achsschenkel (14) befestigten Tellerrad (13) abwälzen.

2. Hydrostatischer Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Drucköls zu den Kolben (3 und 3 a) über eine Steuerbuchse (21) erfolgt, die Ringnuten (29 und 30) aufweist, in denen Bohrungen (27 und 28) angeordnet sind, die mit Bohrungen (25 und 26) in Verbindung stehen, die in Verbundbohrungen (22) münden, durch die das Drucköl über Schlitze (23 und 24) den jeweiligen Kolben (3 und 3 a) zuströmt.