DE19802371A1 - Drive arrangement for a tandem axle - Google Patents
Drive arrangement for a tandem axleInfo
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- B60K17/36—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving tandem wheels
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanord nung für eine Antriebsachse einer selbst fahrenden Arbeitsmaschi ne. Es handelt sich um eine Tandemachse mit zwei auf beiden Seiten eines Fahrgestells angeordneten zweiarmigen Schwingen. An den Enden dieser Schwingen befinden sich die angetriebenen Räder.The present invention relates to a drive assembly tion for a drive axle of a self-propelled work machine no. It is a tandem axle with two on both Two-armed swing arms arranged on the sides of a chassis. At the ends of these wings are the driven ones Bikes.
Solche Fahrzeuge oder Arbeitsmaschinen werden beispielsweise als Bau-, Land- oder Forstmaschinen in unwegsamem Gelände einge setzt. Von einer Kraftmaschine erfolgt die Einleitung des Dreh moments über eine Kardanwelle, ein Differentialgetriebe und ein Planetengetriebe in die Schwingachse der Schwinge. Eine der artige Antriebsanordnung ist aus der DE-AS 25 22 542 bekannt. In dieser bekannten Anordnung erfolgt die Einleitung des Dreh moments in die Schwinge über ein im Fahrzeugrahmen schwingbar gelagertes Achsrohr.Such vehicles or work machines are for example as Construction, agricultural or forestry machines are used in rough terrain puts. The rotation is initiated by a prime mover moments via a cardan shaft, a differential gear and a Planetary gear in the swinging axis of the rocker. One of the like drive arrangement is known from DE-AS 25 22 542. In this known arrangement is the initiation of the rotation moments in the swing arm via a swingable in the vehicle frame mounted axle tube.
Demgegenüber wird für im unwegsamen Gelände einsetzbare Fahr zeuge bevorzugt, die Schwinge direkt am Fahrzeugrahmen nur um ihre Schwingachse schwingbar anzuordnen. Die Umlenk-, Verteil- und Untersetzungsgetriebe müssen nicht nur für eine gleichmäßige Verteilung des Drehmoments an die antreibenden Räder, sondern auch - und das ist die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung - für eine ständige Bodenhaftung der Räder im unweg samen Gelände sorgen. Insbesondere dürfen in einem zwischenge schalteten Planetengetriebe die Getrieberäder nicht momentanen Gegenmomenten ausgesetzt werden, die von den Antriebsrädern in schwierigem Gelände erzeugt werden können, ohne sogleich für einen Ausgleich zu sorgen. In contrast, for driving that can be used in rough terrain I prefer to just move the swing arm directly to the vehicle frame to arrange their swing axis swingable. The deflection, distribution and Reduction gears don't just have to be for smooth Distribution of torque to the driving wheels, rather also - and that is the essential task of the present Invention - for a constant grip of the wheels in the rough seedy terrain. In particular, in an intermediate planetary gears did not switch the gears momentarily Are exposed to counter-torques from the drive wheels in difficult terrain can be generated without immediately for to provide compensation.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der vorliegenden Erfin dung allgemein darin, daß ein zweites Planetengetriebe so ein gefügt wird, daß der Zahnkranz des Untersetzungsplanetengetrie bes sich am Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes abstützt. Der Zahnkranz des zweiten Planetengetriebes ist fest mit der Schwinge und der Steg des zweiten Planetengetriebes ist fest mit dem Fahrgestell verbunden. Dadurch entsteht zwischen dem Fahr gestell und der Schwinge ein "Meß"- und Ausgleichsplanetenge triebe. Das vom Differential an das Hauptplanetengetriebe gelie ferte Wellenmoment wird im "Meßgetriebe" übersetzt und gleich zeitig wird dieses Drehmoment durch ein Stützmoment im Zahn kranz, das proportional dem Eingangs- bzw. Abtriebsmoment ist, gemessen. Dieses Stützmoment wird durch das zweite Planetenge triebe in dem im Abstand zur Schwingachse befindlichen Punkt in die Schwinge eingeleitet.This problem is solved according to the present invention tion generally in the fact that a second planetary gear so one is added that the ring gear of the reduction planetary gear bes is supported on the sun gear of the second planetary gear. The ring gear of the second planetary gear is fixed to the Swing arm and the web of the second planetary gear is fixed with connected to the chassis. This creates between driving frame and the swingarm a "measuring" and compensating planetary tightness shoots. That gelie from the differential to the main planetary gear The specified shaft torque is translated in the "measuring gear" and is the same This torque is timely due to a supporting moment in the tooth wreath, which is proportional to the input or output torque, measured. This supporting moment is due to the second planetary ge drive in at the point at a distance from the oscillation axis the swing arm initiated.
Durch die Wirkung der beiden Drehmomente ergibt sich vorteilhaf terweise ein jeweils genügend großes Rückstellmoment, das durch richtige Wahl der Übersetzungsverhältnisse den Forderungen der Praxis angepaßt werden kann.The effect of the two torques results in advantageous sometimes a sufficiently large restoring torque that is achieved by correct choice of gear ratios to meet the demands of the Practice can be adjusted.
Es ist zwar aus der DE 41 20 801 C2 bekannt, zwei Planetenge triebe in den Weg zwischen Differential und Schwinge einzubauen. Aber diese zwei Planetengetriebe sind hintereinandergeschaltet. Der Zahnkranz des antriebsseitigen Planetengetriebes stützt sich hierbei am Fahrgestell und der Zahnkranz des radseitigen Plane tengetriebes stützt sich hierbei an der Schwinge ab. Auch diese Anordnung erzeugt erforderlichenfalls ein Rückstellmoment. Da hierbei jedoch die Planetenräder beider Getriebe gleichgroß sind, ergeben sich gleiche Übersetzungen, was im direkten An triebsweg auch sinnvoll ist.It is known from DE 41 20 801 C2, two planetary ge to install drives in the path between the differential and the swing arm. But these two planetary gears are connected in series. The ring gear of the planetary gear on the drive side is supported here on the chassis and the ring gear of the wheel-side tarpaulin The gearbox is supported by the swing arm. This too If necessary, the arrangement generates a restoring torque. There Here, however, the planet gears of both gears are the same size are, the same translations result, which is directly an drive way is also useful.
Demgegenüber kann das Übersetzungsverhältnis zwischen Haupt- und "Meß"-getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhafter weise je nach Anforderung der Praxis unterschiedlich gestaltet sein.In contrast, the gear ratio between main and "Measuring" transmission according to the present invention is more advantageous wisely designed differently depending on the requirements of the practice be.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Aus führungsbeispiels und eines Zahlenbeispiels im Vergleich zum Stand der Technik.Further details, features and advantages emerge from the following description of a graphically shown Aus management example and a numerical example compared to the State of the art.
Die Zeichnung zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der Er findung. Eine Schwinge 10 ist im Lager 12 gelenkig an einem Fahrgestell 14 angeordnet. Von einem nicht dargestellten Differential erstreckt sich eine Antriebswelle 20, verbunden mit einer Lamellenbremse 30, bis zu einem Sonnenrad 42 eines ersten Meßplanetengetriebes 40. Wie bekannt, ist der Planetenräder 46 tragende Steg 44 dieses Getriebes 40 mit einer Abtriebswelle 60 verbunden, die koaxial zu einer Schwingachse 62 verläuft und in Lagern 64 in der Schwinge 10 gelagert ist. Auf dieser Abtriebs welle 60 sitzt ein Zahnrad 70, das mit weiteren Zahnrädern 72 bekanntermaßen beidseitig in der Schwinge 10 kämmt, um das Drehmoment an die hier nicht eingezeichneten Räder zu über tragen, die an beiden Enden der Schwinge 10 sitzen.The drawing shows in section an embodiment of the invention. A rocker arm 10 is articulated in the bearing 12 on a chassis 14 . A drive shaft 20 , connected to a multi- disk brake 30 , extends from a differential (not shown) to a sun gear 42 of a first measuring planetary gear 40 . As is known, the web 44 of this transmission 40 carrying planetary gears 46 is connected to an output shaft 60 which runs coaxially to a swing axis 62 and is mounted in bearings 64 in the swing arm 10. On this output shaft 60 sits a gear 70 which, as is known, meshes with other gears 72 on both sides of the rocker arm 10 in order to transmit the torque to the wheels, not shown here, which sit at both ends of the rocker arm 10.
Die Planetenräder 46 rollen auf einem Zahnkranz 48 ab, der mit einem Sonnenrad 52 eines zweiten oder "Dreh"-Planetengetriebes 50 verbunden ist. Auf einem Steg 54 sitzende Planetenräder 56 rollen auf einem Zahnkranz 58 ab, der fest mit der Schwinge 10 verbunden ist. Der Steg 54 ist fest mit dem Fahrgestell 14 ver bunden.The planet gears 46 roll on a ring gear 48 which is connected to a sun gear 52 of a second or “rotating” planetary gear 50 . Planetary gears 56 seated on a web 54 roll on a ring gear 58 which is firmly connected to the rocker arm 10 . The web 54 is firmly connected to the chassis 14 a related party.
Anzumerken ist, daß sich die Schwinge 10 oberhalb des Zahnrades 70 in der vorliegenden Darstellung ebenfalls zu einem zweiten nicht dargestellten Antriebsrad fortsetzt, wenngleich nicht in der Zeichnungsebene der abgebildeten Darstellung. Die Schwinge 10 braucht nämlich nicht gestreckt ausgebildet zu sein. In der praktischen Verwirklichung bilden die Schwingen oft einen nach unten abgeknickten stumpfen Winkel mit der Achse 62 als Schei tel, wie in Fig. 3 der DE 41 20 801 C2 angedeutet. It should be noted that the rocker 10 also continues above the gear 70 in the present illustration to a second drive wheel, not shown, although not in the plane of the drawing of the illustration shown. The rocker 10 need not be designed to be stretched. In practical implementation, the rockers often form a downwardly bent obtuse angle with the axis 62 as a Schei tel, as indicated in Fig. 3 of DE 41 20 801 C2.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel mit Zahlen belegt.
Hierbei wird von einer Achse mit folgenden Annahmen ausgegangen:
In the following an exemplary embodiment is given numbers. This is based on an axis with the following assumptions:
Gesamt: 2,067.3.0,7878.1,052.4,53 = 23,28
Total: 2,067.3.0,7878.1,052.4.53 = 23.28
Radmoment bei µ = 0,8; r = 0,57 m und 8 t Last (= 80 kM)
Wheel torque at µ = 0.8; r = 0.57 m and 8 t load (= 80 kM)
MRad = 80 000.0,8.0,57 = 36 480 Nm
M wheel = 80,000.0,8.0,57 = 36,480 Nm
Stützmoment des Zahnkranzes des Meßplanet 40:
3239.(iMei -1) = 6478 Nm
= Eingangsmoment im Drehplanet
Support moment of the ring gear of the measuring planet 40 :
3239. (i M ei -1) = 6478 Nm
= Input torque in the rotating planet
Abtriebsmoment im Drehplanet 50:
6478.4 = 25 912 Nm
Output torque in the rotating planet 50 :
6478.4 = 25,912 Nm
Abtriebsmoment Zentral-Stirnrad 70:
= 3239.iMA = 3239.3 = 9717 Nm
Output torque central spur gear 70 :
= 3239.i MA = 3239.3 = 9717 Nm
Gesamt-Rückstellmoment der Schwinge 10:
MRS = 25 911 + 9717 = 35 628 Nm
Total restoring torque of the rocker arm 10 :
M RS = 25 911 + 9717 = 35 628 Nm
Aufstellmoment infolge Zugkraft:
Zugkraft: 80 000.0,8 = 64 000
MA = 64 000 (0,57 + 0,2) = 49 280 Nm
Setup moment due to tensile force:
Pulling force: 80,000.0.8 = 64,000
M A = 64,000 (0.57 + 0.2) = 49,280 Nm
Differenzmoment:
MD = 49 280 - 35 628 = 13 652 Nm
Differential torque:
M D = 49 280 - 35 628 = 13 652 Nm
Radlast 1: 40 000 - 9101 = 30 899 N
Radlast 2: 40 000 + 9101 = 49 101 N
Wheel load 1: 40,000 - 9101 = 30,899 N
Wheel load 2: 40,000 + 9101 = 49,101 N
Vergleich mit einer Schwinge gemäß DE 41 20 801 C2 mit gleichen
Ausgangsdaten und Wirkübersetzung 1,82:
Comparison with a rocker according to DE 41 20 801 C2 with the same output data and effective ratio 1.82:
Aufstellmoment: MA = 49 280 Nm
Setup torque: M A = 49 280 Nm
Differenzmoment: 49 280 - 20 043 = 29 236 Nm
Differential torque: 49 280 - 20 043 = 29 236 Nm
Radlast 1: 40 000 - 19 490 = 20 510 N
Radlast 2: 40 000 + 19 490 = 59 490 N
Wheel load 1: 40,000 - 19,490 = 20,510 N
Wheel load 2: 40,000 + 19,490 = 59,490 N
besser oder ausgeglichen.better or balanced.
Um den gleichen "Ausgleichsgrad" wie mit einer Lösung gemäß DE 41 20 801 zu haben, müßte eine Wirkübersetzung von 1,376 erzielt werden, d. h. eine BB-Planetentrieb-Übersetzung von 7,57 (statt 5,71). Da bei diesen Übersetzungen das gleiche Drehmoment ver arbeitet werden muß wie bei 5,71, wäre ein größerer Bauraum (∅ ca. 30% größer) erforderlich.To get the same "degree of compensation" as with a solution according to To have DE 41 20 801, an effective translation of 1.376 would have to be achieved be, d. H. a BB planetary gear ratio of 7.57 (instead of 5.71). Since the same torque ver must be worked as with 5.71, would be a larger space (∅ approx. 30% larger) required.
Zum Beispiel
For example
Dies wiederum bedingt einen größeren Drehkranz, größeren Stütz kranz und mehr Höhe an der Schwinge.This in turn requires a larger turntable, larger support wreath and more height on the swing arm.
Im Vergleich zum Stand der Technik ergeben sich hinsichtlich der Andrückkräfte an den Boden und hinsichtlich der Baumaße gleich gute oder bessere Werte.In comparison to the state of the art, with regard to Pressure forces on the ground and with regard to the structural dimensions are the same good or better values.
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