DE1922832A1

DE1922832A1 - Radantrieb mit hydraulischem Motor

Info

Publication number: DE1922832A1
Application number: DE19691922832
Authority: DE
Inventors: Soren Nielsen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1969-05-05
Filing date: 1969-05-05
Publication date: 1970-11-19
Also published as: SE359491B; CA925029A; FR2047339A5; JPS4931446B1; US3653454A; GB1305058A; DK125915B

Description

Radantrieb mit hydraulischem Motor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radantrieb mit hydraulischem Motor unter Verwendung eines Zapfens und einer ihn umschließenden Nabe.

Es ist bekannt, ein Rad durch einen einzelnen hydraulischen Motor anzutreiben und diesen Motor aus Gründen der Platzersparnis zentrisch zum Rad anzuordnen· Hierbei wird der hydraulische Motor mit der Lagerung des Rades kombiniert. Das hat zur Folge, daß diejenigen Kräfte, die vom Rad auf das Fahrgestell übertragen werden, über den Motor geleitet werden· Hieraus resultieren eine Reihe von Schwierigkeiten, insbesondere wenn es sich um schwere Fahrzeuge handelt und große Kräfte übertragen werden müssen und wenn der hydraulische Motor dem Rad bei hohem Drehmoment eine langsame Drehzahl verleihen soll·

Üblicherweise ist das Gehäuse des Motors drehfest mit dem Fahrgestell verbunden und dientjals feststehender Zapfen, auf dem das Rad mit einer Nabe gelagert ist. Die Drehmomentübertragung erfolgt von der Motorwelle über ein Getriebe, das zumeistt auch, noch einer üntersetsung diente auf die Radfelge. Durch dieses llbertragungsge triebe wird die Konstruktion kompll- ■Al-it't, und srhäLt QUm gtoße axiale Länge₀

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Es 1st auch bekannt, die Motorwelle als feststehenden, mit dem Fahrgestell verbundenen Zapfen unddis Motorgehäuse als rotierende Nabe zu verwenden, an der die Felge des Rades unmittelbar befestigt 1st· Eine solche Lagerung 1st jedoch wenig stabil, da der Zapfen, über den alle Kräfte geleitet werden müssen, einen verhältnismäeig kleinen Durchmesser hat· Außerdem wird der Motor nicht nur durch das zu erzeugende Drehmoment belastet, sondern auch durch sämtliche Radialkräfte, die vom Rad zum Fahrgestell abgeleitet werden müssen·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radantrieb der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der bei einfachem Aufbau trotzdem eine sichere Lagerung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nabe feststehend und der Zapfen mit der Radfelge verbunden ist, daß der Zapfen wenigstens teilweise das Motorgehäuse bildet und daß die Motorwelle drehfest mit der Nabe verbunden ist.

Bei dieser Konstruktion bildet das Motorgehäuse einen Zapfen relativ großen Durchmessers, der an seiner Außenseite in einer gehäusefesten Nabe gelagert ist. Infolgedessen ergibt sich eine stabile Lagerung, über die alle radialen Beanspruchungen des Rades unmittelbar auf das Fahrgestell abgeleitet werden«, Der Motor selbst, dessen, übrige Teile im Innern des Zapfens untergebracht seil/^iSrWiht daher lediglich das Drehmoment zu liefern» Eine drehfeste Verbindung zwischen Motorwelle und Nabe bringt konstruktiv keinerlei Schwierigkeiten mit sich» Insgesamt wird der zur Verfügung stehende Platz gut ausgenutzte lasbesonder© eignet sich der Radantrieb für schwere Fahrzeuge, deren Räder langsam anzutreiben sind»

Der Zapfen kann auch wenigstens Teile einer Untersetzungsvorrlchtung uiiuchlikijiai. Da dar Zapfen aus Gründen der sicheren

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.. 3 —

Lagerung mit einer bestimmten axialen Lange in die Nabe eingreifen muß, bereitet die Unterbringung der Untersetzungsvorrichtung in der Regel keine Schwierigkeiten·

Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Verwendung eines an sich bekannten Zahnradmotors mit einem ein Zahnrad umschließenden Zahnring und einer die Kreisbahnbewegung des Zahnrades ausgleichenden Vorrichtung, wobei der Zahnring fest mit dem Zapfen und das Zahnrad Über die Ausgleichsvorrichtung mit der feststehenden Motorwelle verbunden ist· Diese Motoren haben sich in der Praxis bereits vielfach bewährt· Sie haben den V rteil, daß die Abtriebsdrehzahl gegenübei&er Drehzahl der sich vergrößernden und verkleinernden Zahnkammern bereite erheblich untersetzt ist· Darüber hinaus lassen sich alle oder wesentliche Teile des Motors ohne Schwierigkeiten im Innern eines Zapfens unterbringen·

Sehr günstig ist es hierbei, wenn die Ausgleichsvorrichtung eine an sich bekannte Gelenkwelle ist· Durch die Gelenkwelle wird zwar die axiale Länge des Motors vergrößert, Dies ist aber im Hinblick auf die erstrebte Länge des Zapfens gerade erwünscht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform trägt der Zapfen an dem dem Wellenaustritt entgegengesetzten Ende eines. Plansch zur Felgenbefestigung und Zahnelemente befinden sich im Bereich des Flansches· Bei dieser Konstruktion wird das Drehmoment annähernd in der gleichen Ebene erzeugt, in der es auf das Rad übertragen werden soll» Die Zahnelemente lassen sich leicht austauschen ι nach deren Auebau sind auch die übrigen Teile des Motors zugänglich· Der Issnenraum des Zapfens braucht dann nur so bemessen zu sein, daß er die Motorwalle und gegebenenfalls eine Gelenkwelle aufnehmen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die feststehende Motorwelle einen Zufuhr- und einen Abfuhrkanal auf. Ferner kann

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die feststehende Motorwelle Tell eines an sich bekannten Kommutatorventils sein. Der Zapfen bildet dann zweckmäßigerweise den anderen Teil des Kommutatorventils und ist mit Kanälen versehen, die zu den Kammern des Zahnradmotors führen· Auf diese Weise ergibt sich ein relativ langer Zapfen, der eine sichere Lagerung des Rades ermöglicht.

Des weiteren kann zwischen Zahnrad und feststehendem Teil des Komnutatorventils eine Uglenkwelle umgebende Abstandshülse angeordnet sein. Durch diese Abstandshülse wird trotz erheblicher Länge des Zapfens der als Kommutatorventil wirkende Teil der Motorwelle kürzer, was die Reibungsverluste herabsetzt.

Es empfiehlt sich, daß zwischen Nabe und Zapfen zwei im Abstand angeordnete, Axial- und Radialkräfte aufnehmende Wälzlager, insbesondere konische Rollenlager vorgesehen sind, wobei der Innere Ring des einen Lagere über eine Abstandshülse am Flansch, der Außenring dieses Lagers mittels eines ersten Sprengringes an der Nabe, der Außenring des anderen Lagers über eine Abstandshülse am ersten Sprengring und der Innenring dieses Lagere mittels eines zweiten Sprengringes am Zapfen abgestützt 1st· Auf diese Weise ergibt sich eine sichere Arretierung zwischen Nabe und Zapfen·

Hierbei kann der die Lager aufweisende Raum' aSgeÄ?cnwt abgeschlossen und über Kanäle im Zapfen mit einem Raum innerhalb des Zapfens, in dem sich das Lecköl des Motors sammelt, verbunden sein. Die Lager werden dann automatisch vom Lecköl geschmiert·

Der die Lager aufweisende P.mtm kann über Rückschlagventile mit der Zu- und Ableitung verbunden sein· Es ist dann sichergestellt, daß kein Drucköl In den Lagerraum gelangt, vielmehr das Lecköl immer nur zur Niederdruckseite hin abfließen kann·

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Hit Vorteil ist. der die Lager aufweisende Raum auf der dem Flansch abgewandten Seite durch einen Einsatz abgeschlossen, der die drehfeste Verbindung zwischen Nabe und Motorwelle herstell- t, die Anschlußstutzen für die Zu- und Ableitung aufweist und Leckölkanäle mit den Rückschlagventilen enthält· Dies ergibt eine besonders einfache Bauform.

Vorzugsweise ist der Einsatz dreiteilig, wobei der erste Teil an der Nabe befestigt ist und über das Zapfenende greift, der zweite Teil scheibenförmig ausgebildet und am ersten Teil angebracht ist, das Ende der Motorwelle umschließt und mittels einer Innenverzahnung in eine entsprechende Verzahnung der Motorwelle eingreift, und der dritte T.il eine Anschlagfläche für die Motorwellen-Stirnfläche, in der die Zufuhr- und Abfuhrkanäle münden, bildet, die Anschlußstutzen aufweist und Kanäle, welche diese mit den Kanalmündungen in der Wellen-Stirnfläche verbinden, sowie die Rückschlagventile enthält. Auf diese Weise 1st sichergestellt, daß der Einsatz leicht herstellbar ist und trotzdem alle ihm aufgetragenen Funktionen genau erfüllt· Insbesondere kann das Lecköl durch den Einsätz geführt werden» ohne mit den Zu- und Abfuhrkanälen zu kollidieren.

Eine weitere vorteilhafte Einzelheit besteht darin, daß sich zwischen der Abstandshülse und der der Gelenkwelle zugewandten Motorwellen-Stirnfläche ein Axial-Madellager befindet, das einen Teil des zum die Lager aufweisenden Raum führenden Leckölkanals bildete

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert* Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweis© im Schnitt eines erfindungsgemäßeii Radantriebs und

i-ig» 2 einen Längssohaibt durch die wesentlichen Teile der

und UO3 Motors,

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Flg. 1 zeigt einen Teil 1 des Fahrgestelle, an dem mittels eines Auslegers eine Nabe 3 befestigt 1st. Diese trägt einen Flansch 4, der mit Hilfe von Schrauben 5 am Ausleger 2 angeschraubt ist* In der Nabe 3 ist ein Zapfen 6 gelagert, der einen Flansch 7 trägt, anweichem mit Hilfe von Schrauben β eine Radscheibe 9 mit Felge 1o für eine Bereifung 11 angebracht ist. Der Zapfen ist T il eines hydraulischen Motors (vgl.Flg. 2), der über zwei Leitungen 12 und 13 mit einer Druckflüsslgkeit-Versorgungs·» anlage verbunden ist« Die Leitungen sind an Stutzen 14 und 15 angeschlossen, die in einem mit der Nabe 3 verbundenen Einsatz 16 untergebracht sind·

Wie Fig. 2 zeigt, setzt sich der Zapfen 6 aus dem rotierenden Gehäuse 17 des hydraulischen Motors mit einstückig daran angebrachtem Flansch 7, einem innünverzalinten Zahsiriag 18 des Motors, einer Abstandshülse 19 und einer AbschluBplatt® 2© zusammen, die durch Schrauben 21 miteinander verbunden sind»

Ein aufienvergairatee Zahnrad 22„ das einen Z@lm weniger auf-» weist als der Zahnring 18, wird mit Hilfe einer Gelenkwelle gegen Drehung gesichert, kann sich aber mit seinem Hittelpunkt

24 auf einer Kreisbahn bewegen» Die Gelenkwelle 23 besitzt zwei mit einer Verzahnung versehene Köpf® 25 und 26» Der Kopf

25 greift in einen verzahnten Kohlraum 27 des Zahnrad©s 22 _g der Kopf 26 in »Inen verzahntes Hohlraum 23 einer stationären Motorwelle 29. Diese stützt sich über ein axiales lad@llag©r 3o an der Abstaadshülse 19 ab.

Die Nabe 3 besitzt einen Nabenkörper 31g der mit Hilf© konischer Rollenlager 32 und 53 dl® axialen uad i*£icLial@» ErIft® des Rades vom Zapfen 6 zum Fahrgestell 1 überträgt_a Zur Sicherung der Lager ist der BiEönring 34 des ©rsfe©s, Lagers 32 über sine AbstaiidsMUae 33 as tTLaaaeJa 7 fifegeistü^Etj wüiireEiiä ü@r Außenring 3S dieses Lagers Eitisls sI:?.gs sfs'Ssej. Spr-GsigriUags am NabenkSrpsr 51 arretiert ista Ein© ¥öiJ9F9 Äbssaia

BAD ORIGiMAL

38 fixiert den Außenring 39 des zweiten Lagers 33, wahrend der Innenring 4o dieses Lagers durch einen zweiten Sprengring 41 am Zapfen gesichert ist· Eine Dichtung 42 sorgt dafür, daß der die Isjer aufweisende Raum 43 auf der Seite des Zapfenauetritts dicht abgeschossen ist. Auf der gegenüber liegenden Seite ist der Raun 43 durch den Einsatz 16 abgeschlossen. Dieser besitzt einen ersten Teil 44, der mittels Schra*5 an Nabenkörper 31 befestigt ist und axial über das Zapfenende, also das Gehäuse 17» greift, wobei eine Ringdichtung 46 vorgesehen ist« Ein zweiter Teil 47, der mittels nicht veranschaulichter Schraten am Teil 44 angebracht ist, besitzt eine Innenverzahnung 48, die mit einer Außenverzahnung 49 an der feststehenden Motorwelle 29 zusammenwirkt und auf diese Weise die Nabe 3 und die Welle 29

drehfest miteinander verbindet· Ein dritter Teil 5o, der mittels einer Ringdichtung 51 im Teil 44 gehalten und mit den gleichen Schrauben wie der zweite Teil 47 am Teil 44 befestigt ist, trügt die beiden Anschlußstutzen 14 und 15 sowie Verbindungskanäle 52 und 53 t die zu Mündungen 54 und 55 führen, welche an der der Welle 29 zugewandten Stirnseite vorgesehen sind«

Im Innern der feststehenden Welle 29 befinden sich Zu- und Abfuhrkanäle 56 und 57, die unter Zwischenlage von Dichtungen 58 und 59 an die Mündungen 54 und 55 anschließen. Zum Kanal 56 gehört eine Ringnut 6o, an welche Axial nuten 61 anschließen, sum Kanal 57 gehört eine Ringnut 62, an welche Axic> !,nuten 63 anschlieSen. Die Axialnuten 61 und 63 wechseln miteinander ab; ihre Zahl entspricht jeweils der Zahl der Zähne des Zahnrades 22* Diese Axialnuten 61 und 63 wirken mit Öffnungen 64 im Gehäuse 17 zusammen, die über Längekanäle 65 4n eimern Flansch 67 der Abstandshülse 19 jeweils zum Grund zwischen benachbarten Zähnen des Zahnringes 18 führen· Die Zahl der Öffnungen 64 entspricht daher der Zahl der Zähne des Zahnrings 18· Auf diese Weise werden die zwischen Zahnring und Zahnrad gebildeten Zahnkammern 68 in der jeweils richtigen Reihenfolge mit Druckflüssigkeit versorgt bzw· mit der Niederdruckseite verbunden.

Γ und Schrägbohrui_VfAj^_7/03eo

BAD ORiGfNAL

Wird Druckflüssigkeit über den Stutzen 14 zugeführt, dreht sich das Gehäuse 17 in der einen Drehrichtung, wird Druckflüssigkeit über den Stutzen 15 zugeführt, dreht sich das Gehäuse 17 in der anderen Drehrichtung und damit auch das angetriebene Rad. Aus den Zahnkammern 68 austretendes öl sammelt sich in einen zentral angeordneten Raum 69 und kann über das axiale Nadellager 3o, eine erste Querbohrung 7o, eine Längsbohrung 71 und eine zweite Längsbohrung 72 in den die Lager 32 und 33 aufnehmenden Räum 43 gelangen. Dort werden die Lager vom Lecköl geschmiert, über die Nadellager 3o fließt auch Lecköl ab, das von der Ringnut 62 an der Umfangsflache der Welle 29 entlang dringt. Von der Ringnut 6o längs des Wellenumfangs abwanderndes Öl gelangt Über einen stirnseitigen Spalt 73 ebenfalls in den Raum 43· Der Raum 43 ist über zwei Kanäle 74 und 75, die sich durch alle drei Einsatzteile 44, 47 und 5o erstrecken und je ein Rückschlagventil 76 und 77 aufweisen, mit den Kanälen ¹^Z und 53 verbunden. Die Rückschlagventile öffnen jeweils zum Stutzen 14, 15 hin, so daß das Lecköl jeweils zur Niederdruckseite abfließen kann.

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Claims

- 9 Patentansprüche

• 1, ^Radantrieb mit hydraulischem Motor unter Verwendung eines ^-^Zapfens und einer ihn umschließenden Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (3) feststehend und der Zapfen (6) mit der Radfelge (1o) verbunden ist^] daß der Zapfen wenigstens teilweise das Motorgehäuse (17) bildet und daß die Motorwelle (29) drehfest mit der Nabe verbunden ist·

2. Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) wenigstens Teile einer Untersetzungsvorrichtung (23) umschließt*

3. Radantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

/ein daß ein an sich bekannter Zahnradmotor mit einem Zahnrad

(22) umschließenden Zahnring (18) und einer die Kreisbahnbewegung des Zahnrades ausgleichenden Vorrichtung (23) verwendet ist, wobei der Zahnring fest mit dem Zapfen (6) und das Zahnrad über die Ausgleichsvorrichtung mit der feststehenden Motorwelle (29) verbunden ist.

4. Radantrieb nach Anspruch (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung eine an sich bekannte Gelenkwelle

(23) ist.

5, Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) an dem dem Wellenaustritt entgegengesetzten Ende einen Flansch (7) zur Felgenbefestigung trägt und die Zahnelemente (18, 22) sich im Bereich des Flansches befinden.

6, Radantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeleimet, daß der Zahnring (IS) stlrnseUig an das den Flansch (7) auiwsisend©

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- 1o -

7. Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Motorwelle (29) einen Zufunrund einen Abfuhrkanal (56, 57) aufweist»

8. Radantrieb nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Motorwelle (29) Teil eines an sich bekannten Kommutatorventils (61, 63, 64) ist_e

9. Radantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) den anderen Teil des Kommutatorventils (61, 63» 64) bildet und mit Kanälen (65) versehen ist, die zu den Kammern (68) des Zahnradmotors (18, 22) führen.

ο «Radantrieb nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zahnrad (22) und feststehendem Teil (29) des Kommutatorventils eine die Gelenkwelle (23) umgebende Abstandshülse (19) angeordnet ist»

II ,Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 1o, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nabe (3) und Zapfen (6) zwei im Abstand angeordnete Axial- und Radialkräfte aufnehmende Wälzlager (32, 33), insbesondere konische Rollenlager, vorgesehen sind, wobei der Innenring (34) des einen Lagers (32) über eine AbstandshUlse (35) am Flansch (7), der Außenring (36) dieses Lagers mittels eines ersten Sprengrings (37) an der Nabe, der Außenring (39) des anderen Lagers (33) über eine Abstandhülse (38) am ersten Sprengring und der Innenring (4o) dieses Lagers mittels eines zweiten Sprengringes (41) am Zapfen abgestützt .ist.

12.Radantrieb nach einem der Ansprüche 1- 11, dadureh gekennzeichnet , daß der die Lager (32 ,„33) aufweisende Raum beid-, sei tig abgedichtet abgeschlossen und über Kanäle (70j, 71 _p 72) im Zapfen (6) mit einem Raum (69) innerhalb des Zapfens, in dem sich Φι-λ Lecköl des Motors sammelt, verbunden iat.

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BAD ORiGiNAL

13· Radantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lager aufweisende Raum(43)über Rückschlagventile (76, 77) mit der Zu- und Ableitung (12, 13) verbunden ist.

1k, Radantrieb nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lager aufweisende Raum (43) auf der dem Flansch (7) abgewandten Seite durch einen Einsatz (16) abgeschlossen ist, der die drehfeste Verbindung zwischen Nabe (3) und Motorwelle (29) herstellt, die Anschlußstutzen (14, 15) für die Zu- und Ableitung aufweist und Leckölkanäle (74, 75) mit den Rückschlagventilen (76, 77) enthält.

15· Radantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (16) dreiteilig ist, wobei der erste Teil (44) an der Nabe (3) befestigt 1st und über das Zapfenende greift, der zweite Teil (47) scheibenförmig auegebildet und am ersten Teil angebracht ist, das Ende der Motorwelle (29) umschließt und mittels einer Innenverzahnung (48) in eine entsprechende Verzahnung (49) der Motorwelle eingreift, und der dritte Teil (5o) eine Anschlagflache für die Motorwellen-Stlrnflache, in der die Zufuhr- und Abfuhrkanäle (56, 57) münden, bildet dl· Anschlußstutzen (14, 15) aufweist und Kanäle (52, 53), welche diese mit den KanalMündungen In der Vellenstirnfläch· verbinden, sowie die Rückschlagventile (76, 77) enthält.

16. Radantrieb nach einem der Ansprüche Io - 15» dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Abstandshülse (19) und der der Gelenkwelle (23) zugewandten Motorvellw-Stimf lache ein Axial-Nadellager (7o) befindet, das «inen Teil des zu dem die Lager aufweisenden Raum (43) führenden Le*t51kanals bildet.

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