DE19637590A1

DE19637590A1 - Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb

Info

Publication number: DE19637590A1
Application number: DE1996137590
Authority: DE
Inventors: Siegfried Wegner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-09-14
Filing date: 1996-09-14
Publication date: 1998-03-19

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatisch-mechani schen Fahrantrieb mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Hydrostatische Radantriebe werden bei fahrbaren Bauma schinen und in Fahrzeugen für Sonderaufgaben, z. B. Müllab fuhr, Schwertransport, Feuerwehr usw., eingesetzt, und zwar sowohl für Rad- als auch für Kettenfahrzeuge. Sie treiben einzelne Räder bzw. Kettenräder an, die an einem Flansch einer Radnabe befestigt sind.

Die DE-A1 27 44 977 zeigt einen Radantrieb mit einem Axialkolbenmotor nach dem Schiefscheibenprinzip, der ein konstantes Schluckvolumen hat. Ein hochuntersetzendes Zahn radgetriebe in Form eines zweistufigen Planetengetriebes ermöglicht geringe radiale Abmessungen und eine hochbelast bare Lagerung durch Kegelrollenlager. Diese sind zwischen der Radnabe und einem Radnabenträger angeordnet, in dem der Hydromotor untergebracht ist und mit dem der Planetenträger starr verbunden ist.

Um den Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs für Stra ßenfahrten zu erweitern, haben die Radantriebe eine Kupp lung, durch die während der Straßenfahrt einzelne Radan triebe abgeschaltet werden können. Das reduzierte Gesamt schluckvolumen der verbleibenden Radantriebe bewirkt bei gleichbleibendem Fördervolumen der Pumpe eine deutlich er höhte Fahrgeschwindigkeit, jedoch bei verringertem Drehmo ment. Die Kupplung vergrößert außerdem den Bauaufwand und die Baulänge des Radantriebs erheblich.

Als Antriebsaggregat kann jede Art eines Hydromotors, z. B. auch ein Radialkolbenmotor vorgesehen werden. Ferner kann bei dem bekannten Fahrantrieb die Antriebswelle auf die Fahrzeuginnenseite durchgeführt werden, um auf dieser eine Bremse anzuordnen.

Es ist ferner ein Radantrieb bekannt (Prospekt F 43421/RT 3391-383 f der Zahnradfabrik Passau GmbH aus dem Jahr 1991), bei dem ein Axialkolbenmotor nach dem Schief scheibenprinzip in einem als Radträger ausgebildeten Gehäu se angeordnet ist. Die Schiefscheibe ist in einem Schwenk rahmen schwenkbar gelagert und ihre Neigung zur Rotations achse des Axialkolbenmotors kann über einen Hebelmechanis mus und einen Hydraulikkolben verstellt werden, wodurch sich das Schluckvolumen und damit die Drehzahl des Axial kolbenmotors ändert. Grundsätzlich kann die Schiefscheibe stufenlos verstellt werden, für viele Anwendungsfälle rei chen zwei Verstellstufen aus, nämlich für ein maximales und minimales Schluckvolumen. Dies ist sogar vorteilhaft, wenn zwischen zwei Geschwindigkeitsbereichen während der Arbeit schnell gewechselt werden muß. Vorausgesetzt, daß der Spei sedruck der Pumpe sich nicht verändert, bleibt das Drehmo ment des Radantriebs erhalten.

Zwischen dem Gehäuse und dem Schwenkrahmen ist eine Feststellbremse axial versetzt zum Axialkolbenmotor ange ordnet, die durch eine Tellerfeder geschlossen und hydrau lisch geöffnet wird. Die Bremse befindet sich somit zwi schen dem Axialkolbenmotor und einem Zahnradgetriebe. Da durch ist ihre Zugänglichkeit und Kühlung beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Fahrantrieb den Bauaufwand und den Platzbe darf des Radialkolbenmotors zu verringern und eine Möglich keit für eine günstigere Anordnung einer Bremse aufzuzei gen.

Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist zwar bekannt, daß Radialkolbenmotoren eine ge ringere axiale Erstreckung haben als Axialkolbenmotoren, jedoch sind sie wegen ihres großen Durchmessers nicht ohne weiteres für den Einsatz als Fahrantrieb geeignet. Sollen sie ebenfalls wie die Axialkolbenmotoren innerhalb der Rad nabe liegen, dürfen sie zusammen mit den Radlagern nicht im Durchmesser den Lochkreisdurchmesser für die Antriebsräder, z. B. die Kettenräder eines Raupenfahrzeugs, überschreiten.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann ein festste hender Kurvenring in die tragende Konstruktion einbezogen werden, z. B. indem er zwischen einem Planetenträger und einem Deckel mittels Schrauben verspannt ist. Dadurch er gibt sich ein sehr geringer äußerer Durchmesser. Außerdem sind die Radlager seitlich versetzt zu beiden Seiten eines Hohlrads zwischen einem zweischnittigen Planetenträger und der Radnabe angeordnet, so daß durch die Radlager, deren Durchmesser zweckmäßigerweise im Bereich des Durchmessers des Kurvenrings liegen, der äußere Durchmesser der Radnabe nicht größer gewählt zu werden braucht. Dabei ergibt sich eine stabile Lagerung durch den beachtlichen Lagerdurchmes ser und den großen Stützabstand.

Das äußere Radlager stützt sich über eine Stützscheibe ab, die auf Planetenzapfen sitzt. Diese sind an dem Plane tenträger angeformt. Die Stützscheibe nimmt gleichzeitig ein Lager für die Sonnenradwelle auf.

Eine Bremse kann optional als Modul zwischen der Rad nabe und einem Nabendeckel eingefügt werden. Ihr innerer Lamellenträger wird auf die Sonnenradwelle aufgesteckt, während ihr äußerer Lamellenträger an der Radnabe ange schraubt ist. Somit ist die Bremse bei Bedarf leicht zu montieren und zu demontieren. Ferner wird sie durch den Fahrwind gut gekühlt.

Zweckmäßig wird die Bremse als Sicherheitsbremse aus gebildet, indem sie durch Federkraft geschlossen und durch Hydraulikdruck geöffnet wird. Fällt die Druckversorgung des Hydrauliksystems aus, schließt die Bremse und das Fahrzeug wird stillgesetzt.

Die Bremse kann als trockene oder nasse Bremse ausge legt werden. Im ersten Fall ist der äußere Lamellenträger getriebeseitig dichtend an die Sonnenradwelle herangeführt, so daß die Bremse gegenüber dem ölführenden Raum des Plane tengetriebes abgedichtet ist.

Zum Lüften der Bremse wird einem Bremskolben über ein Lüftungsventil und einen Lüftungskanal in der Sonnenradwel le und dem äußeren Lamellenträger Drucköl zugeführt. Das Lüftungsventil ist mit einem Kegelsitz in eine Aufnahmeboh rung eingepreßt. Zur besseren Abdichtung besitzt es in sei nem äußeren Bereich seines Kegelsitzes einen dünnwandigen Teil mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung, in die ein Spreizkegel getrieben wird. Dieser preßt den dünnwandigen Teil dichtend gegen die Aufnahmebohrung.

Die Dichtwirkung kann noch durch Umfangsnuten im Be reich des dünnwandigen Teils verstärkt werden. Zur Demonta ge des Spreizkegels dient eine Längsbohrung, in die ein Abziehwerkzeug eingreift oder durch die Drucköl zugeführt werden kann.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahl reiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie ben. Der Fachmann wird die kombinierten Merkmale zweckmäßi gerweise im Sinne der zu lösenden Aufgaben auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam menfassen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Fahrantrieb und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Lüftungsventil.

Der Fahrantrieb 1 besteht im wesentlich aus einem als Radträger dienenden Deckel 2, der als Ventilgehäuse ausge bildet und mit einem Kurvenring 25 eines Radialkolbenmotors 5 und einem Planetenträger 35 eines Planetengetriebes mit tels Schrauben 17 verschraubt ist, und aus einer Radnabe 3, die mit Rollenlager als Radlager 10 auf dem Planetenträ ger 35 gelagert ist. Der Deckel 2 hat einen Flansch 8 mit Schraubenlöchern 9 zur Befestigung an einem nicht näher dargestellten Fahrzeug, z. B. einem Rad- oder Raupenbagger.

Die Radnabe 3 ist gegenüber dem Deckel 2 und dem Kur venring 25 durch einen Dichtverband abgedichtet, bestehend aus einer in der Radnabe 3 stirnseitig eingelassenen Plat te 11 mit einer Gleitringdichtung 12. Im Bereich der glei chen Stirnseite besitzt die Radnabe 3 einen Flansch mit Bohrungen 18 zur Befestigung einer nicht dargestellten Fel ge oder eines Kettenrads.

Der Radialkolbenmotor 5 hat eine zur Radachse koaxiale Rotationsachse 6. Er treibt mit seinem rotierenden Zylin dergehäuse 26 über eine Mitnahmeverzahnung 31 eine Sonnen radwelle 30 an, die ein Sonnenrad 29 und einen inneren La mellenträger 16 einer Bremse 7 trägt. Das Zylindergehäu se 26, das im Planetenträger 35 mittels eines Lagers 28 gelagert ist, hat mehrere auf den Umfang verteilte Kol ben 24. Sie bilden mit dem Zylindergehäuse 26 Arbeitsräu me 27, die über Steueröffnungen mit Drucköl beaufschlagt werden. Zur Regelung und Steuerung des Hydraulikstroms sind im Deckel 2 Ventile 20 angeordnet. Ferner sind Anschlußver schraubungen 41 für Leitungsverbindungen zur nicht näher dargestellten Hydraulikpumpe vorgesehen.

Der Planetenträger 35 besitzt angeformte Planetenzap fen 36, auf denen Planetenräder 33 mit Planetenlager 37 in Form von Doppelkegelrollenlager gelagert sind. Die Plane tenräder 33 kämmen mit dem Sonnenrad 29 und einem Hohl rad 34, das drehfest mit der Radnabe 3 verbunden ist.

Auf der äußeren Seite der Planetenräder 33 sitzt auf den Planetenzapfen 36 eine Stützscheibe 38. Sie trägt eines der beiden Radlager 10, während das andere auf der gegen überliegenden Seite der Planetenräder 33 auf dem Planeten träger 35 angeordnet ist. Somit wird der Nabenträger aus dem Deckel 2, dem Kurvenring 25, den Planetenzapfen 36 und der Stützscheibe 38 gebildet. Es ergibt sich eine stabile und kompakte Bauweise sowohl in radialer als auch in axia ler Richtung mit einer einfachen Fertigungs- und Monta gemöglichkeit. Die Sonnenradwelle 30 ist einerseits in der Stützscheibe 38 durch ein Wälzlager 39 und andererseits auf einem Lagerzapfen 32 am Deckel 2 mittels eines Nadella gers 40 gelagert.

Ein Nabendeckel 15 und ein äußerer mit diesem ver schraubter Lamellenträger 14 der Bremse 7 verschließen die gegenüberliegende Stirnseite der Radnabe 3, wobei der äuße re Lamellenträger 14 dichtend an die Sonnenradwelle 30 her anreicht, so daß die Bremse 7 gegenüber dem ölführenden Raum des Planetengetriebes 4 abgedichtet ist. Der innere Lamellenträger 16 ist über ein formschlüssige Mitnahme 23 mit der Sonnenradwelle 30 verbunden.

Die Bremse 7 wird von einer Feder 22 in Form von Tel lerfedern geschlossen, die über einen Kolben 24 auf Lamel len wirken. Die Bremse 7 kann durch Hydraulikdruck gelüftet werden, indem dieser über einen Lüftungskanal 21 den Kol ben 24 beaufschlagt.

Ein Lüftungsventil 19 beherrscht den Lüftungskanal 21. Es ist in eine Aufnahmebohrung 42 des Deckels 2 eingepreßt. Das Lüftungsventil 19 besitzt an seinem äußeren Ende einen dünnwandigen Teil 43 mit Umfangsnuten 46 und mit einer ke gelstumpfförmigen Ausnehmung 44, in die ein Spreizkegel 45 eingepreßt ist. Der Spreizkegel 45 verstärkt die Anpreß kraft des Lüftungsventils an die Aufnahmebohrung 42.

Der Spreizkegel 45 hat eine Längsbohrung 47, in die zur Demontage des Spreizkegels 45 ein Abziehwerkzeug ein greifen kann oder durch die Druckmittel, z. B. Drucköl oder Druckluft zugeführt werden kann, wodurch der Spreizkegel 45 herausgepreßt wird.

Das Lüftungsventil 19 besitzt Ventilkanäle 48, einen Schließkörper 49 und Dichtringe, die die Anschlußöffnungen der Ventilkanäle 48 gegeneinander abdichten.

Bezugszeichenliste

1 Radnabenträger
2 Deckel
3 Radnabe
4 Planetengetriebe
5 Radialkolbenmotor
6 Rotationsachse
7 Bremse
8 Flansch
9 Schraubenloch
10 Radlager
11 Platte
12 Gleitringdichtung
13 Bremskolben
14 äußerer Lamellenträger
15 Nabendeckel
16 innerer Lamellenträger
17 Schraube
18 Bohrung
19 Lüftungsventil
20 Ventil
21 Lüftungskanal
22 Feder
23 formschlüssige Mitnahme
24 Kolben
25 Kurvenring
26 Zylindergehäuse
27 Arbeitsraum
28 Lager
29 Sonnenrad
30 Sonnenradwelle
31 Mitnahmeverzahnung
32 Lagerzapfen
33 Planetenrad
34 Hohlrad
35 Planetenträger
36 Planetenzapfen
37 Planetenlager
38 Stützscheibe
39 Wälzlager
40 Nadellager
41 Anschlußverschraubung
42 Aufnahmebohrung
43 dünnwandiges Teil
44 Ausnehmung
45 Spreizkegel
46 Umfangsnut
47 Längsbohrung
48 Ventilkanäle
49 Schließkörper
50 Dichtring

Claims

1. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) mit ei nem hydrostatischen Radialkolbenmotor (5), der über eine Sonnenradwelle (30), ein Sonnenrad (29), Planetenräder (33) und ein Hohlrad (34) eines Planetengetriebes (4) eine Rad nabe (3) antreibt, die mit zwei Radlagern (10) gelagert ist, wobei der Planetenträger (35) mit einem Deckel (2) des Fahrantriebs (1) starr verbunden ist, der an einem Fahrzeu grahmen angeflanscht ist, dadurch gekennzeich net, daß der Radialkolbenmotor (5) einen äußeren, feststehenden Kurvenring (25) hat und mit einem inneren, umlaufenden Zylindergehäuse (26) die Sonnenradwelle (30) antreibt, und daß die Radlager (10) zu beiden Seiten des Hohlrads (34) auf dem zweischnittigen Planetenträger (35) angeordnet sind.

2. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenring (25) zwischen dem Planetenträger (35) und dem Deckel (2) mittels Schrauben (17) verspannt ist.

3. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radlager (10) innerhalb der radialen Erstreckung des Kurvenrings (25) liegen.

4. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Planetenträger (35) an der Au ßenseite eine Stützscheibe (38) hat, die auf Planetenzapfen (36) sitzt, am Umfang ein Radlager (10) trägt und in der die Sonnenradwelle (30) gelagert ist.

5. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Radnabe (3) und einem Nabendeckel (15) eine Bremse (7) als Modul eingefügt ist, deren innerer Lamellenträger (16) auf eine formschlüssige Mitnahme (23) der Sonnenradwelle (30) gesteckt ist und de ren äußerer Lamellenträger (14) an der Radnabe (3) ange schraubt ist.

6. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (7) gegenüber dem Planetengetriebe (4) abgedich tet ist, indem der äußere Lamellenträger (14) getriebesei tig dichtend an die Sonnenradwelle (30) heranreicht.

7. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (22) die Bremse (7) über einen Bremskolben (13) schließt, der die Bremse (7) durch Drucköl entgegen der Federkraft öffnet.

8. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucköl über ein Lüftungsventil (21) und einen Lüf tungskanal (21) in der Sonnenradwelle (30) und dem äußeren Lamellenträger (14) zugeführt wird.

9. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftungsventil (19) mit einem Kegelsitz in eine Aufnah mebohrung (42) eingepreßt ist.

10. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftungsventil (19) im äußeren Bereich seines Kegelsit zes einen dünnwandigen Teil (43) mit einer kegelstumpfför migen Ausnehmung (44) aufweist, in die ein Spreizkegel (45) getrieben ist.

11. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnwandigen Teil (43) des Lüftungsventils (19) Um fangsnuten (46) aufweist.

12. Hydrostatisch-mechanischer Fahrantrieb (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkegel (45) eine Längsbohrung (47) hat.