DE1910809A1

DE1910809A1 - Antriebsvorrichtung fuer Schwerlastfahrzeuge

Info

Publication number: DE1910809A1
Application number: DE19691910809
Authority: DE
Inventors: Willy Scheuerle
Original assignee: Willy Scheuerle Fahrzeugfabrik GmbH and Co
Current assignee: Willy Scheuerle Fahrzeugfabrik GmbH and Co
Priority date: 1969-03-04
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1970-09-10
Also published as: US3693741A; FR2034639A1; GB1264924A; FR2034639B1; DE1910809C3

Description

Willy Scheuerle, Fahrzeugfabrik, 7114 Pfedelbach-Öhringen

"Antriebsvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge mit paarweise auf Einzelachsen angeordneten,, insbesondere auf Pendelachsen gelagerten Rädern, z.B. auch Mehrfachrädern, und mit hydraulischem Antrieb derselben über zwischen den Rädern einer jeden Einzelachse angeordneten Flüssigkeitsmotor en. Eine derartige Antriebsvorrichtung ermöglicht ohne großen mechanischen Aufwand und bei baulich raumsparender Anordnung relativ hohe Antriebsleistungen, da zur Übertragung des Antriebsmomentes auf die einzelnen Achsen nur beliebig verlegbare Leitungen erforderlich sind und die Flüssigkeitsmotoren zwischen den Rädern räumlich besonders vorteilhaft unterzubringen sind. Auch läßt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung des Antriebes auf die einzelnen angetriebenen Achsen erreichen.

Bei bisherigen Antriebsvorrichtungen dieser Art mit Pendelachsen erfolgt die Antriebsübertragung durch eine Flüssigkeit, die von einer durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen

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Verstellpumpe gefördert wird und ihre Förderleistung an Flüssigkeitsmotoren abgibt, von denen je zwei auf einer Pendelachse zum getrennten Antrieb der beiden axial zueinander auf der Pendelachse gelagerten Räder., z.B. Zwillingsräder, angeordnet sind.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein solcher Antrieb nur in einem begrenzten Bereich verwendbar ist. Insbesondere ist es nicht möglich, größere Fahrgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Flüssigkeitsmotoren verlangen bei höheren Fahrgeschwindigkeiten so große ölmengen, wie sie von der Verstellpumpe über die Leitungen praktisch nicht geliefert werden können. Ausführungen entsprechend angetriebener Schwerlastfahrzeuge kamen daher, ohne die Wirtschaftlichkeit in Frage zu stellen, über Fahrgeschwindigkeiten von etwa 20 km/Stunde nicht hinaus.

Die Erfindung bezweckt vor allem eine erweiterte Anwendungsmöglichkeit durch Flüssigkeitsmotoren angetriebener Schwerlastfahrzeuge und besteht im wesentlichen darin, daß die Flüssigkeitsmotoren auf den Einzelachsen, insbesondere Pendelachsen, als Verstellmotoren ausgebildet sind. Bei gleicher Fördermenge der die Antriebsflüssigkeit liefernden Pumpe kann dadurch die Umlaufzahl der Räder wesentlich erhöht werden. Schaltbare mechanische Zwischengetriebe sind nicht erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß mit entsprechen-

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den Verstellmotoren ausgerüstete Fahrzeuge Geschwindigkeiten bis zu 60 km/Stunde und darüber zu erreichen sind. Andererseits kann das Fahrzeug "bei hohem Drehmoment mit Kriechgeschwindigkeit fahren. Da eine beliebig große Anzahl von Einzelachsen angetrieben Pferden kann, lassen sich größte Antriebsleistungen, bis zu vielen 1000 PS, übertragen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist für jedes der auf den Einzelachsenden angeordneten Räder oder Radaggregate je ein gesonderter Flüssigkeitsmotor, insbesondere Ver-Stellmotor, vorgesehen, wobei beide Flüssigkeitsmotoren innerhalb eines gemeinsamen Achsgehäuseblockes angeordnet sind bzw. einen solchen bilden« Durch die Zusammenfassung zu einem Gehäuseblock ist - auch trotz Verwendung von Verstellmotoren - eine starre und stabile Einheit erreichbar, die auch zur Aufnahme größter Achslasten geeignet ist.

Vorzugsweise sind die beiden Verstellmotoren einer Einzelachse und darüber hinaus eine Mehrzahl oder die Gesamtheit aller Verstellmotoren des Fahrzeuges gemeinsam verstellbar. Die Verstellung erfolgt vorzugsweise hydraulisch, z.B. vom Fahrersitz aus oder auch durch eine automatisch wirkende Einrichtung, und durch am Achsgehäuseblock jeweils angeordnete Stellmotoren. Die beiden Stellmotoren einer Einzel- oder Pendelachse sind vorteilhaft jeweils zur gemeinsamen Verstellung mechanisch miteinander gekuppelt, wobei das Kuppelgestänge

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durch zweckmäßig für die Einzelachsen gesonderte hydraulisch betätigte Stellmotoren verstellt wird. Alle dem Antrieb der Räder dienenden mechanischen Antriebs- und Stellvorrichtungen können hierdurch auf den Raum zwischen den beiden Rädern oder Radaggregaten einer jeden Einzelachse beschränkt werden.

Die zum Antrieb der Flüssigkeitsmotoren für den Radantrieb dienende Flüssigkeit kann hierbei zum Antrieb der Verstellmotoren durch die Achszapfen, um die die Motoren geschwenkt werden können, zu- bzw. abgeführt werden. Als Verstellmotoren dienen beispielsweise Axialkolben- oder Taumelscheibenmotoren mit relativ zu den Trieb- oder Taumelscheiben schwenkbaren Zylindern, wobei die Scheiben den Antrieb auf die Räder weiterleiten. Die Verstellmotferen einer jeden Einzelachse sind vorzugsweise je zur Radmittelachse versetzt nebeneinander innerhalb des gemeinsamen Achsgehäuseblockes angeordnet und treiben die Räder über z.B. mehrstufige Untersetzungsgetriebe an.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine schematische Gesamtdraufsicht auf ein Schwerstlast fahr zeug mit einer Vielzahl von in drei Reihen nebeneinander angeordneten lenkbaren Einzelachsen,

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf zwei hintereinander angeordnete Einzelachsen, wobei die linke Einzelachse im Schnitt nach Linie 2a-2a, die rechte Einzelachse im Schnitt nach Linie 2b-2b dargestellt ist,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Einzelachse in Pfeilrichtung 3 der Fig. 2,

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Pig. 4 einen Schnitt durch eine der Einzelachsen im Schnitt etwa nach Linie 4-4 der Fig. 3 in größerem Maßstabe und

Fig. 5 ein Schaltschema für den Flüssigkeitsantrieb zweier " z.B. auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordneter Einzelachsen.

Das Schwerlastfahrzeug 10, das als selbstfahrendes Fahrzeug ausgebildet ist, weist eine Antriebsmaschine 11, z.B. eine Dieselmaschine oder andere Brennkraftmaschine, eine Kupplung und/oder ein Zwischengetriebe 12 und eine verstellbare Antriebspumpe 13 auf, die z.B. als Axialkolbenpumpe ausgebildet sein kann. An Stelle einer Antriebsmaschine, einer Kupplung, eines Zwischengetriebes, einer Pumpe usw. können auch jeweils deren zwei oder mehrere vorgesehen sein, die gesondert für sich auf verschiedene Fahrzeugräder oder auch gemeinsam, ganz oder teilweise in Parallel- oder Reihenschaltung auf die gleichen Fahrzeugräder arbeiten. 14 bzw. 15 sind vordere bzw. hintere Fahrerhäuser, derart, daß das Fahrzeug sowohl in der einen als " auch in der anderen Richtung fahren kann. An jedem Fahrergehäuse befinden sich die Bedienungselemente für den oder die Antriebsmotor en 11 und die verstellbare Pumpe bzw. Pumpen Ij5, die jedoch auch automatisch in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebszuständen, Insbesondere dem angeforderten Drehmoment, verstellbar sein können.

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Wie ersichtlich, weist das Schwerlastfahrzeug, das für sehr große Lasten bestimmt ist, eine große Zahl von Einzelachsen, insbesondere Pendelachsen 16 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in drei Reihen nebeneinander angeordnet sind und die aus Antriebsmaschine 11, Zwischengetriebe 12 und Flüssigkeitspumpe 13 bestehende Antriebsanlage ringsum umschließen. Durch vom Fahrerhaus bedienbare, an sich bekannte Lenkgestänge, die mechanischer aber auch hydraulischer Art sein können, sind die einzelnen Achsen 16 je zwischen ihren axial zueinander auf den Aehsenden angeordneten Rädern um lotrechte Achsen 18 schwenkbar gelagert, wobei die Lenkkinematik zweckmäßig derart vorgesehen ist, daß sämtliche Einzel- oder Pendelachsen bei Kurvenfahrt auf einen gemeinsamen Lenkungsmittelpunkt M ausgerichtet sein können. Trotz der Länge und Größe des Fahrzeuges können hierbei relativ kleine Kurven durchfahren werden.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind von der Vielzahl der Einzelachsen insgesamt vier Einzelachsen angetrieben, denen die Flüssigkeit von der Antriebspumpe 13 über Leitungen 19 zugeleitet wird.

Selbstverständlich ist die Anzahl und Anordnung der Einzelachsen, die Anzahl der angetriebenen Einzelachsen, die Art der Lenkung, die Anordnung der Antriebsanlage od.dgl. im Rahmen der Erfindung beliebig.

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Wie Pig. 2 zeigt, führen die Leitungen 19 zu den zwischen den Rädern 17 angeordneten, allgemein mit 20 bezeichneten, einen Hauptteil der Jeweiligen Einzelachsen l6 bildenden Achsgetriebeblöcken, in denen die Verstellmotoren 21 untergebracht sind und auf deren seitlichen Achsrohren 20a die Räder als Zviillingsräder 17 axial zueinander beiderseits gelagert sind.

Jeder der Achsgetriebeblöcke 20 ist um eine Pahr^zeuglängsachse m schwenkbar auf einen rohrförmigen Tragkörper 22 aufgesetzt, welcher um eine nach vorn oder hinten versetzte Querachse 25 an einem Lagerarm -24 schwenkbar aufgehängt ist. Der Lagerarm 2k ist seinerseits um die lotrechte Achse l8, die gleichzeitig die Lenkachse der einzelnen Achse l6 ist, am Fahrzeugrahmen oder -oberbau 25 drehbar gelagert. Zur Abfederung der einzelnen Achsen können in an sich bekannter Weise Blattfedern, Schraubenfedern, hydropneumatische Federn oder sonstige Federn vorgesehen sein, welche die einzelnen Achsen gegen den Rahmen oder Fahrzeugoberbau 25 bzw. gegen den Lagerarm 24 abstützen. Die einzelnen Achsen können jedoch auch un- ( gefedert mit dem Fahrzeugoberbau verbunden und gegen diesen durch hydraulische Ausgleichzylinder od.dgl. abgestützt sein.

Die Flüssigkeitsmotoren 21 sind als Verstellmotoren ausgebildet und zu diesem Zweck um lotrechte Achsen 26 schwenkbar. Sie sind zu diesem Zweck mittels Zapfen 27 in Lagern des Achsgehäuseblockes 20 gelagert und mit einem Stellzapfen 28 versehen. Die beiden Stellzapfen 28 der in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten beiden Verstellmotoren 21 einer jeden

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Einzelachse sind durch einen Stellenker 29 miteinander gekuppelt. An den Stellenker 29 ist in geeigneter Weise ein Stellkolben j5O in dem am Achsgehäuseblock angebrachten Zylinder Jl eines Stellmotors angeschlossen, welcher z.B. vom Fahrersitz aus hydraulisch oder z.B. auch durch eine automatisch wirkende Einrichtung bedient wird und die Winkellage der Antriebsverstellmotoren 21 bestimmt.

In jedem der Verstellmotoren 21 sind zwei oder auch mehrere, z.B. im Kreis um die Achse des Verstellmotors verteilte Zylinder untergebracht, in denen je ein Kolben 32 hin- und herbewegbar gelagert ist. Die Verstellmotoren 21 sind z.B. wie die Verstellpumpen 13 als Axialkolbenmaschinen ausgebildet, deren Kolben 3² in an sich bekannter Weise mit im Achsgehäuseblock 20 drehbar, aber unverstellbar gelagerten Triebscheiben 33 zusammenwirken, derart, daß durch Verschwenken der Verstellmotoren 21 um die Achse 26 die Kolben je nach Schräglage der Motoren einen unterschiedlichen Hub ausführen und hierbei entsprechend der gelieferten Förderflüssigkeit der Triebscheibe 33 eine mehr oder weniger große Drehzahl erteilen«

Die Verstellmotoren 21 sind zur Mittelachse a-a der Räder versetzt, und zwar hintereinander auf entgegengesetzten Seiten der Mittelachse a-a angeordnet. Auch können sie in Höhenrichtung zueinander versetzt liegen (In Pig« 4 ist der dargestellte Verstellmotor 21 etwa in die die Mittelachse a-& enthaltende Zeichenebene geklappt dargestellt)_a

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Die Triebscheibe 33 des einzelnen Verstellmotors treibt über eine Welle 34 ein Zahnradritzel 35 an, das seinerseits ein großes Zahnrad j6 antreibt, welches im Ausführungsbeispiel gleichachsig zur Mittelachse a-a der Räder 17 angeordnet ist; Durch eine Welle 57 wird über ein als Planetengetriebe ausgebildetes weiteres Untersetzungsgetriebe 38 mit dem Sonnenrad 59 und den Planetenrädern ko,4l, von denen letzteres an einem mit dem Achsgehäuseblock 20 fest verbundenen Zahnkranz 42 abläuft, das aus Zwillingsrädern bestehende Radaggregat angetrieben. Eine z.B. im Innern des inneren Zwillingsrades angeordnete Backenbremse kann am Achsgehäuseblock 20 angeordnet sein, der zu diesem Zweck (in nicht dargestellter Weise) mit einem Bremsträger versehen sein kann.

In entsprechender Weise wie das in Fig. 4 rechte Radaggregat wird auch das linke Radaggregat 17 angetrieben, jedoch durch den zweiten Verstellmotor, der zusammen mit dem das rechte Radaggregat antreibenden Verstellmotor im gleichen Aehsgehäuseblock 20 untergebracht ist. (

In Pig. 5 ist beispielsweise ein Schema für einen hydraulischen Antrieb zweier z.B. auf einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordneter Achsen dargestellt. In diesem Schema werden von der Antriebsmaschine 11 über das Zwischengetriebe 12 zwei z.B. als Axialkolben- oder Taumelscheibenpumpen ausgebildete Verstellpumpen 13 angetrieben. Beide Pumpen 13 fördern auf ein gemeinsames Leitungesystem 19a,

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das jeweils eine Seite der Verstellmotoren 21 beliefert, wobei die Belieferung der Verstellmotoren derart erfolgt, daß alle Räder gleichsinnig umlaufen. Ein Rückleitungssystem 19b führt zu den Verstellpumpen 13 zurück. Bei einem - z.B. durch entsprechende Verstellung der Verstellpumpe IJ bewirkten - Antrieb des Fahrzeuges in entgegengesetzter Richtung wirkt gegebenenfalls das Leitungssystem 19b als Zuleitungssystem, das Leitungssystem 19a als Rückleitungssystem. Die Antriebsflüssigkeit wird hierbei den Verstellmotoren 21 vorzugsweise durch die hohlen Achszapfen 27 zugeführt bzw. durch diese aus den Verstellmotoren abgeführt.

Durch hydraulische Betätigung der Stellkolben 30.im Stellzylinder 31 vom Fahrerhaus aus oder auch automatisch erfolgt das Verstellen der Stellmotoren 21 mittels der kuppelnden Stellenker 29, wobei die Stellmotoren für alle angetriebenen Einzelachsen gleichmäßig oder auch - sofern gewünscht oder erforderlich - ungleichmäßig verstellt werden können. Das Anfahren erfolgt hierbei in der Regel bei großem Ausschwenkwinkel der Verstellmotoren und kleiner Liefermenge, der Höchstdrehzahlbetrieb bei großer Liefermenge und kleinem Ausschwenkwinkel der Verstellmotoren. Durch entgegenwirkendes Verstellen von Verstellpumpe und Verstellmotor kann außerdem das hydraulische System zum Bremsen herangezogen verden.

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Claims

Ansprüche:

1. j Antriebsvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge mit paar-

weise auf Einzelachsen angeordneten, insbesondere auf Pendelachsen gelagerten Rädern und hydraulischem Antrieb derselben über zwischen den Rädern einer jeden Einzelachse angeordneten Plüssigkeitsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsmotoren (21) auf den Einzelachsen (l6) als Verstellmotoren ausgebildet sind. λ

2. Antriebsvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge mit paarweise auf Einzelachsen angeordneten, insbesondere auf Pendelachsen gelagerten Rädern und hydraulischem Antrieb derselben über zwischen den Rädern einer jeden Einzelachse angeordneten Flüssigkeitsmotoren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der auf den beiden Einzelachsenden (20a) angeordneten Räder oder Radaggregate (17) je ein gesonderter Flüssigkeitsmotor (21) vorgesehen ist und beide Flüs- f sigkeitsmotoren (21) innerhalb eines gemeinsamen Achsgehäuseblockes (20) angeordnet sind bzw. einen solchen bilden.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmotoren (21) einer Einzelachse (l6) gemeinsam verstellbar sind»

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4. Antriebsvorrichtung: nach Anspruch 1 his J; mit einer Mehrzahl angetriebener Einzelachsem^ dadurch gekennzeichnet,, daß die ¥erstellmotoren (21) der Einzelachsen. (l6) gemeinsam verstellbar sindu,

5* Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versfcellmatoren. (21)' um im wesentlichen lotrechte Achsen. (26) mittels im wesentlichem waagerecht liegender¹ Stellgestänge (29) verstellbar sind*

€* Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmotoren (21) hydraulisch,

oder automatisch -$ z.B. vom Fahrersitz aus/und durch am Achsgehäuseblock:

(20) angeordnete Stellmotoren (30,31) verstellbar sind*

7· Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit.zum Antrieb der Flüssigkeitsverstellmotoren (21) durch die Achszapfen (27) derselben zu- und/oder abgeführt .-.wird.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmotoren (21) einer jeden Einzelachse (16) je zur Radmittelachse (a-a) versetzt nebeneinander innerhalb des gemeinsamen Achs-

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gehäuseblocks (20) angeordnet sind und die Räder (17) über z.B. mehrstufige Untersetzungsgetriebe (35*36,38) antreiben.

9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die YerStellmotoren (21) umfassende Achsgehäuseblock (20) auf einem z.B. rohrförmigen Tragkörper (22) um eine Längsachse (m) drehbar gelagert oder gegebenenfalls.auch auf diesem ™ befestigt, z.B. aufsitzend aufgeflanscht ist und der Tragkörper (22) um eine Querachse (Gelenk 23) schwenkbar an einem lenkbar (Lenkachse 18) am Fahrzeugoberbau (25) gelagerten Lagerarm (24) gelagert.und z.B. gegen diesen abgefedert bzw..durch eine zvB· hydraulische Ausgleichvorrichtung abgestützt ist.

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