-
Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, mit
einem Motor, einem nachgeschalteten zweistufigen Planetengetriebe
und einem davon angetriebenen Abtriebselement, wobei die erste Stufe
des Planetengetriebes motorfern und die zweite Stufe motornah angeordnet
ist, wobei sich eine von dem Motor angetriebene Welle durch eine
Zentralbohrung des Sonnenrads der zweiten Stufe hindurch erstreckt
und mit dem Sonnenrad der ersten Stufe verbunden ist, wobei die
Planetenräder
der ersten Stufe mit einem mit dem Abtriebselement verbundenen Hohlrad
in Eingriff stehen und sowohl der Steg der ersten Stufe als auch
der Steg der zweiten Stufe jeweils aus einem sich überwiegend
radial erstreckenden Tragteil und axial gerichteten Stegzapfen besteht
und der Steg der ersten Stufe mit dem Sonnenrad der zweiten Stufe
verbunden ist, wobei ferner die Planetenräder der zweiten Stufe mit einem
Hohlrad in Eingriff stehen, das an einem das Planetengetriebe umgebenden
Getriebegehäuse
befestigt ist, und wobei der Steg der zweiten Stufe mit dem Abtriebselement
direkt oder indirekt verbunden ist.
-
Bei einem aus der
DE 42 39 331 A1 bekannten
zweistufigen Planetengetriebe für
ein gattungsgemäßes Antriebsaggregat
findet durch die eingangs beschriebene Anordnung der beiden Stufen
eine Leistungsverzweigung statt. Dabei wird bereits in der ersten
Stufe des Planetengetriebes Leistung auf das Abtriebselement übertragen,
da das Reaktionsmoment des Hohlrades der ersten Stufe nicht – wie sonst üblich – auf das
feststehende Getriebegehäuse übertragen
wird, sondern auf das Abtriebselement. Die zweite Stufe kann daher
dementsprechend kleiner dimensioniert werden, was die Gesamtabmessungen
des Antriebsaggregats verringert.
-
Die Stegzapfen der zweiten Stufe
des Planetengetriebes gemäß
DE 42 39 331 A1 sind
beidseitig befestigt. Hingegen weist die erste Stufe einseitig befestigte
Stegzapfen auf.
-
Ein als Radantrieb ausgebildetes
Antriebsaggregat ist in der
DE
42 06 100 A1 offenbart. Dort sind in einem schaltbaren
Planetengetriebe, das keine Leistungsverzweigung aufweist, die Stegzapfen beider
Stufen Platz sparend einseitig befestigt.
-
Die
DE 43 18 334 A1 zeigt und beschreibt ebenfalls
ein zweistufiges Planetengetriebe ohne Leistungsverzweigung, bei
dem der Steg sowohl der ersten als auch der zweiten Stufe jeweils
beidseitig abgestützte
Stegzapfen aufweist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zu Grunde, die Abmessungen eines gattungsgemäßen Antriebsaggregats
weiter zu verringern.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Planetenräder
der beiden Stufen des Planetengetriebes auf den Stegzapfen angeordnet
sind, die einseitig an dem jeweils zugeordneten, eine Aufnahme für die Stegzapfen
bildenden Tragteil befestigt sind, und dass das Tragteil des Stegs
der ersten Stufe des Planetengetriebes in axialer Richtung innerhalb
des Tragteils des Stegs der zweiten Stufe des Planetengetriebes
angeordnet ist.
-
Im Idealfall benötigen beide Stege bezüglich ihrer
Axialerstreckung lediglich den Raum, den üblicherweise ein einziger Steg
beansprucht.
-
Der Motor des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats
ist zweckmäßigerweise
koaxial zur Drehachse des Planetengetriebes und des Abtriebselementes
angeordnet, so daß sich
eine gemeinsame Drehachse für
die Motorwelle, das Planetengetriebe und das Abtriebselement ergibt.
Dadurch ergeben sich kleinstmögliche
radiale Abmessungen. Falls erforderlich, kann jedoch auch der Motor
so angeordnet werden, daß die
Motorwelle parallel ist zur Drehachse des Planetengetriebes und
des Abtriebselements.
-
Der Motor ist bevorzugt als hydraulischer Motor
ausgebildet, insbesondere als Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise.
Es können
jedoch auch andere Motorbauarten Verwendung finden.
-
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß das
Abtriebselement ein Ritzel zum Antrieb eines Drehwerks aufweist.
Es ist jedoch auch möglich,
das Abtriebselement zur Befestigung einer Radfelge auszubilden.
-
Gemäß einer ersten vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Abtriebselement
einen scheibenförmigen
Abschnitt aufweist, der mit dem Hohlrad der ersten Stufe des Planetengetriebes
verbunden ist und durch Wälzlager, die
radial zwischen dem Hohlrad und dem Getriebegehäuse angeordnet sind, drehbar
gelagert ist. Das Hohlrad der ersten Stufe des Planetengetriebes übernimmt
daher eine Funktion, wie sie beispielsweise bei Drehwerksgetrieben
des Standes der Technik die Welle hat, an der das Ritzel angeformt
ist, nämlich die
Lagerung des Abtriebselements. Das Hohlrad ist dabei zugleich auch
Teil des Abtriebselements.
-
Es ist günstig, wenn radial zwischen
dem Hohlrad der ersten Stufe des Planetengetriebes und dem Getriebegehäuse zwei
Schrägwälzlager
angeordnet sind. Hierdurch kann der axiale Abstand der beiden Wälzlager
sehr gering gehalten werden, obwohl im Hinblick auf die Kräfteverteilung
eine sehr breite Lagerbasis erreicht wird. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn das Abtriebselement ein Ritzel zum Antrieb eines
Drehwerks aufweist. Ein Drehwerksantrieb muß erhebliche Querkräfte aufnehmen, die
von der Lagerung des mit einem Ritzel versehenen Abtriebselements
abzustützen
sind.
-
Ein besonderer Vorteil ergibt sich
dadurch, daß das
Abtriebselement lösbar
mit dem Hohlrad der ersten Stufe des Planetengetriebes verbunden
ist. Hierbei kann bei Ausführung
des Antriebsaggregats als Drehwerksantrieb das Ritzel bei Verschleiß ausgetauscht
werden. Es ist auch möglich,
das Antriebsaggregat je nach Einsatzfall wahlweise mit einem Ritzel
oder mit einer Radfelge zu versehen.
-
Es erweist sich als zweckmäßig, die
Schrägwälzlager
durch das Befestigen des Abtriebselements am Hohlrad der ersten
Stufe des Planetengetriebes axial zu fixieren und/oder vorzuspannen.
Dadurch entfallen separate Fixier- und/oder Spannmittel, was den
Bauaufwand verringert.
-
Gemäß einer zweiten vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Abtriebselement
einen scheibenförmigen
Abschnitt aufweist und einen daran axial anschließenden,
das Hohlrad der ersten Stufe des Planetengetriebes radial und axial übergreifenden
hohlzylindrischen Abschnitt und daß das Abtriebselement durch
Wälzlager,
die radial zwischen dem hohlzylindrischen Abschnitt und dem Getriebegehäuse angeordnet
sind, drehbar gelagert ist. Hierbei ist also das Planetengetriebe
platzsparend teilweise innerhalb des Abtriebselements angeordnet,
nämlich
in dem "wellenförmigen" Bereich, in dem
das Abtriebselement gelagert ist.
-
Bei dieser Ausgestaltung ist es günstig, wenn
radial zwischen dem hohlzylindrischen Abschnitt des Abtriebselements
und dem Getriebegehäuse
zwei Schrägwälzlager
angeordnet sind. Analog zur oben beschriebenen Ausgestaltungsform
der Erfindung kann auch hier das Abtriebselement lösbar mit
dem hohlzylindrischen Abschnitt verbunden sein, wobei die bereits
beschriebenen Vorteile erzielt werden. Die Schrägwälzlager durch das Befestigen
des Hohlrads der zweiten Stufe des Planetengetriebes am Getriebegehäuse axial
zu fixieren und/oder vorzuspannen, erweist sich ebenfalls als zweckmäßig.
-
Weiterhin ist es in beiden Fällen vorteilhaft, wenn – bezogen
auf die Drehachse des Abtriebselements – der Längsabstand der Wirklinien der
Schrägwälzlager
größer ist
als die Längserstreckung
des die Schrägwälzlager
aufnehmenden Abschnitts des Abtriebselements und wenn sich die zum
Abtriebselement gerichtete Wirklinie zumindest in das Abtriebselement
hinein erstreckt. Trotz äußerst geringer
axialer Abmessungen vermag daher das Abtriebselement des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats große Kräfte und
Momente aufzunehmen. Besonders günstig
ist es, wenn der Längsabstand
der Wirklinien größer ist
als die Längserstreckung
des Abtriebselements und des Planetengetriebes zusammen.
-
Montagetechnisch erweist es sich
bei beiden beschriebenen Varianten als Vorteil, wenn das Hohlrad
der zweiten Stufe des Planetengetriebes einen Flansch aufweist,
der axial zwischen dem Getriebegehäuse und einem Motorgehäuse angeordnet
ist und der konzentrische Bohrungen aufweist, die deckungsgleich
sind mit dazu korrespondierenden Bohrungen im Getriebegehäuse und
im Motorgehäuse. Das
Hohlrad der zweiten Stufe, das beispielsweise durch Sintern hergestellt
werden kann, wird somit beim Zusammenbau des Antriebsaggregats durch die
mittels Schrauben hergestellte Verbindung des Getriebegehäuses mit
dem Motorgehäuse
absolut verdrehsicher befestigt.
-
Der Bauraum für das Antriebsaggregat sowie
der Herstellungsaufwand werden weiter minimiert, wenn eine Lamellenbremse
im Getriebegehäuse
auf der motornahen Seite angeordnet ist, die in Wirkverbindung steht
mit der vom Motor angetriebenen Welle und dem Hohlrad der zweiten
Stufe des Planetengetriebes. Die Bremse ist damit auch unabhängig von
der Art des Motors.
-
Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung ist es jedoch auch möglich, daß der Motor als Axialkolbenmotor
in Schrägscheibenbauweise
ausgebildet ist, der eine radial zwischen der Zylindertrommel und
dem Motorgehäuse angeordnete
Lamellenbremse aufweist.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten
der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Dabei
zeigt
-
1 ein
erfindungsgemäßes Antriebsaggregat,
das ein Abtriebselement mit einem Ritzel für ein Drehwerk aufweist und
-
2 eine
Variante des Antriebsaggregats nach 1.
-
Das in 1 dargestellte
erfindungsgemäße Antriebsaggregat,
weist einen Motor 1, ein zweistufiges Planetengetriebe 2 und
ein Abtriebselement 3 auf. Die Drehachsen dieser Komponenten
sind koaxial zueinander.
-
Der Motor 1 ist als Axialkolbenmotor
in Schrägscheibenbauweise
ausgebildet. Eine bei Beaufschlagung mit Drucköl rotierende Zylindertrommel 4,
die in einem Motorgehäuse 5 angeordnet
ist, treibt in bekannter Weise eine Welle 6 an, die durch
einen innenverzahnten Mitnehmer 7 mit einer Welle 8 drehsynchron
verbunden ist. Die Wellen 6 und 8 bilden somit
eine zweiteilige Motorwelle.
-
Der Mitnehmer 7 ist gleichzeitig
Lamellenträger
einer zwischen den Motor 1 und das Planetengetriebe 2 geschalteten
Lamellenbremse, die in einem Getriebegehäuse 9 des Planetengetriebes 2 angeordnet
ist.
-
Das Planetengetriebe 2 weist
eine motorferne erste Stufe auf und eine motornahe zweite Stufe. Die
Welle 8 erstreckt sich durch das Sonnenrad 10 der
motornahen zweiten Stufe des Planetengetriebes 2 hindurch
und ist an ihrem Ende durch eine angeformte Verzahnung als Sonnenrad 11 der
motorfernen ersten Stufe des Planeten getriebes ausgebildet. Das
Sonnenrad 11 treibt Planetenräder 12, die in Eingriff
mit einem Hohlrad 13 stehen und auf axial gerichteten Stegzapfen 14a eines
sich überwiegend
radial erstreckenden Tragteils eines Stegs 14 gelagert sind.
-
Das Tragteil des Stegs 14 ist
durch eine Verzahnung mit dem Sonnenrad 10 der zweiten
Stufe des Planetengetriebes verbunden. Das Sonnenrad 10 treibt
Planetenräder 15,
die mit einem Hohlrad 16 in Eingriff stehen und auf axial
gericheteten Stegzapfen 17a eines sich überwiegend radial erstreckenden Tragteils
eines Stegs 17 gelagert sind.
-
Das Hohlrad 13 der ersten
Stufe des Planetengetriebes ist in einem hohlzylindrischen Abschnitt 18 des
Abtriebselements 3 verdrehsicher befestigt, vorzugsweise
eingepreßt.
An den hohlzylindrischen Abschnitt 18 des Abtriebselements 3 schließen nach in
der Figur links ein scheibenförmiger
Abschnitt 19 und ein Ritzel 20 für den Antrieb
eines Drehwerks an. Die genannten Bauteile sind einstückig miteinander gebildet.
-
Das Planetengetriebe befindet sich
durch die beschriebene Anordnung platzsparend zumindest teilweise
innerhalb des Abtriebselements 3.
-
Der hohlzylindrische Abschnitt 18 des
Abtriebselements 3 ist durch zwei Schrägwälzlager 21a, 21b im
Getriebegehäuse 9 drehbar
gelagert. Die Schrägwälzlager 21a, 21b sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Kegelrollenlager in X-Anordnung ausgebildet und eng zueinander
benachbart. Anstelle von Kegelrollenlagern können auch Schrägkugellager
verwendet werden.
-
Bezogen auf die Drehachse D des Abtriebselements 3 ist
der Längsabstand
der Wirklinien W1, W2 der Schrägwälzlager 21a, 21b größer als
die Längserstreckung
des die Schrägwälzlager 21a, 21b aufnehmenden
Abschnitts des Abtriebselements 3, also die Längserstreckung
des Hohlrads 13 bzw. die Längserstreckung des hohlzylindrischen
Abschnitts 18. Die Schrägwälzlager 21a, 21b weisen
jeweils eine Wirklinie W1 bzw. W2 auf, die bevorzugt unter einem
Winkel von 45 Grad zur Drehachse D des Abtriebselements 3 angeordnet
ist. Dabei erstreckt sich die zum Abtriebselement 3 gerichtete
Wirklinie W1 des Schrägwälzlagers 21b (1) bzw. des Schrägwälzlagers 21a (2) in das Abtriebselement 3 hinein.
-
Die Schrägwälzlager 21a, 21b sind
damit zwar eng zueinander benachbart, so daß der Platzbedarf in axialer
Richtung gering ist, jedoch ergibt sich durch die beschriebene Anordnung
kräftemäßig eine
sehr breite Lagerbasis, die hohe Kräfte und Momente aufzunehmen
vermag. Gegenüber
den bekannten Antriebsaggregaten des Standes der Technik, die eine
herkömmliche
platzraubende Wellenlagerung aufweisen, ergibt sich durch diese
Lagerung ein beträchtlicher
Fortschritt im Hinblick auf eine Verringerung der Abmessungen des
Antriebsaggregats.
-
Das Hohlrad 16 der zweiten
Stufe des Planetengetriebes weist einen radial nach außen weisenden
Flansch 16a auf, der mit am Umfang verteilten konzentrischen
Bohrungen 16b versehen ist. Die Bohrungen 16b korrespondieren
zu Bohrungen 22 im Getriebegehäuse 9 und zu Bohrungen 23 im
Motorgehäuse 5.
Die Bohrungen 22 können
als Gewindebohrungen oder als glatte Bohrungen ausgebildet sein.
Das Hohlrad 16 wird beim Verbinden des Motorgehäuses 5 mit
dem Getriebegehäuse 9 durch Schrauben 24 verdrehsicher
fixiert, die in die Bohrungen 23, 16b und 22 eingeführt und
befestigt werden. Das Hohlrad 16 der ersten Stufe des Planetengetriebes 2 ist
daher gehäusefest.
-
Mit dem Befestigen des Hohlrads 16 der zweiten
Stufe des Planetengetriebes werden zugleich die Schrägwälzlager 21a und 21b fixiert und/oder
vorgespannt, wodurch das Abtriebselement 3 radial und axial
festgelegt wird.
-
Zwischen dem mit der Welle 8 und
der Welle 6 verbundenen, als Lamellenträger dienenden Mitnehmer 7 und
dem in Axialrichtung zum Motor 1 hin etwas verlängerten
Hohlrad 16 der zweiten Stufe des Planetengetriebes sind
Bremslamellen 25 angeordnet, die durch einen hydraulisch
lösbaren,
federkraftbeaufschlagten Ring-Bremskolben 26 beaufschlagbar
sind.
-
Das Tragteil des Stegs 17 der
zweiten Stufe des Planetengetriebes ist durch eine Verzahnung mit dem
hohlzylindrischen Abschnitt 18 des Abtriebselements 3 verbunden.
-
Durch die Verbindung des Hohlrads 13 der ersten
Stufe des Planetengetriebes und des Stegs 17 der zweiten
Stufe des Planetengetriebes mit dem Abtriebselement 3 ergibt
sich eine Leistungsverzweigung im Planetengetriebe. Ein Teil der
vom Motor 1 in das Planetengetriebe 2 eingespeisten
Leistung wird nach Passieren der ersten Stufe des Planetengetriebes
infolge der Abstützung
des Hohlrads 13 im hohlzylindrischen Abschnitt 18 des
Abtriebselements 3 nicht in die zweite Stufe des Planetengetriebes 2 weitergeleitet,
sondern fließt
in das Abtriebselement 3. Da somit nicht die volle Leistung
auf die zweite Stufe des Planetengetriebes übertragen wird, kann diese
folglich kleiner dimensioniert werden, was die Abmessungen des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats
gegenüber
Antriebsaggregaten des Standes der Technik verkleinert.
-
Eine weitere Verringerung des Bauvolumens wird
erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass das Tragteil des Stegs 14 der ersten Stufe
des Planetengetriebes 2 in axialer Richtung innerhalb des
Tragteils des Stegs 17 der zweiten Stufe des Planetengetriebes 2 angeordnet
ist. Es wird daher von beiden Tragteilen der Stege 14, 17 zusammen
nur in etwa der Platz in axialer Richtung beansprucht, der normalerweise
von einem einzigen Tragteil eines Stegs benötigt wird.
-
Die Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats
nach 2 unterscheidet sich
von der Ausgestaltungsform nach 1 in
erster Linie dadurch, daß der
scheibenförmige
Abschnitt 19 des Abtriebselements 3 nicht in einen
hohlzylindrischen Abschnitt übergeht,
in dem die erste Stufe des Planetengetriebes 2 angeordnet
ist, sondern mit dem Hohlrad 13 der ersten Stufe des Planetengetriebes 2 verbunden
ist. Das Hohlrad 13 übernimmt
somit die Funktion des hohlzylindrischen Abschnitts 18,
wodurch der Bauaufwand weiter verringert wird.
-
Die Schrägwälzlager 21a und 21b,
durch die das Abtriebselement 3 gelagert ist, weisen eine O-Anordnung
auf und befinden sich radial zwischen dem Hohlrad 13 und
dem Getriebegehäuse 9.
-
Weitere Vorteile ergeben sich dadurch,
daß das
aus dem Ritzel 20 und dem scheibenförmigen Abschnitt 19 bestehende
Abtriebselement 3 durch Schrauben 27 lösbar mit
dem Hohlrad 13 der ersten Stufe des Planetengetriebes verbunden
ist. Durch diese Anordnung kann das Ritzel 20 bei Verschleiß ausgetauscht
werden, wobei keinerlei Demontagearbeiten im Getriebebereich erforderlich
sind.
-
Es ist auch möglich, anstelle eines mit einem Ritzel
versehenen Abtriebslements ein für
einen Radantrieb ausgebildetes Abtriebselement an dem Hohlrad 13 zu
befestigen. Das erfindungsgemäße Antriebsaggregat
kann daher als Drehwerksantrieb oder als Radgetriebe Verwendung
finden. Beim Anbau des Abtriebselements 3 an das Hohlrad 13 werden
die Schrägwälzlager 21a, 21b axial
fixiert und/oder vorgespannt.
-
Selbstverständlich ist es auch möglich, bei dem
Antriebsaggregat nach 1 zwischen
dem scheibenförmigen
Abschnitt 19 und dem hohlzylindrischen Abschnitt 18 eine
Trennebene vorzusehen, so daß das
Ritzel 20 austauschbar ist.
-
Anstelle einer Lamellenbremse im
Getriebegehäuse 8 ist
eine radial zwischen der Zylindertrommel 4 und dem Motorgehäuse 5 des
Motors 1 angeordnete Lamellenbremse vorgesehen, deren Lamellen 25 abwechselnd
mit einem Verzahnungsprofil auf der Oberfläche der Zylindertrommel 4 und
auf der Innenseite des Motorgehäuses 5 in
Eingriff stehen.