DE2127256A1

DE2127256A1 - Fahrzeug-Antriebsrad mit in dessen Nabe eingebautem Planetengetriebe

Info

Publication number: DE2127256A1
Application number: DE19712127256
Authority: DE
Inventors: Kurt Steinert
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1971-06-02
Filing date: 1971-06-02
Publication date: 1972-12-14
Also published as: FR2142359A5; GB1389740A; GB1390726A

Description

Kurt Steinert, 8560 Lauf bei Nürnberg, Hirsohberger 3tr· 4 Fahrzeug-Antriebsrad mit in dessen Nabe eingebautem Planetengetriebe

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Antriebsrad mit in dessen Nabe eingebauten Planetengetriebe alt einen angetriebenen eentralen Sonnenrad, mehreren dieeea umgebenden Planetenrädern, die auf einem alt dem Rad fest verbundenen Teil frei drehbar gelagert sind und die andrerseits alt einen Aufienzahnkranz in Eingriff stehen.

Derartige Antriebsräder sind bekannt und werden In Form der sogenannten Planetenacheen in Fahrzeugen eingesetzt, bei denen größere Zugleistungen erwünscht sind, s.B. bei Schlepper-Zugmaschinen, Geländefahrzeugen und bei Fahrzeugen mit Anhänger, Man erreicht durch diese ilanetenachsen, daß. nur die Planetengetriebe und die Räder selbst für die hohen zu übertragenden Drehmomente ausgelegt werden müssen, wogegen die im Kraftfluö rorhergenehden Teile, wit Differentialgetriebe, Gelenkwellen, Schaltgetriebe u.dgl. erheblich kleiner dimensioniert werden können«

Es 1st schon bekannt geworden, bsi einem Fahrzeugrad in dessen Nabe mehrere hintereinandergeschaltete Planetengetriebe angeordnet sind, um das Rad unmittelbar durch einen hydraulischen, schnellaufenden Antriebsmotor anzutreiben, eines der Planetengetriebe durch schaltbare Lamellenkupplungen so auszugestalten, da? sich ein Zweigang-Schaltgetriebe ergibt. Der Forteil, der

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durch derartige Planetengetriebe in den Naben von Antriebsrädern erreicht werden soll, nämlich die Übertragung größter Drehmomente «a ermöglichen, wird bei dieser bekannten Ausführung wieder verhindert, daß in dem in der Nabe des Pahraeugrades zur Verfügung stehenden Raum ein derart aufwendiges Getriebe nur untergebracht werden kann, wenn es entsprechend klein dimensioniert und damit nur für relativ geringe Drehmomente ausgelegt wird. Hinsu kommt, dad auch die dort verwendeten schaltbaren Lamellenkupplungen nur in der Lage sind, relativ kleine Drehmomente su übertragen. Damit ist aber ein derartiges Antriebsrad gerade dort nicht verwendbar, wo sein Hauptelnsatsgeblet liegen sollte, nämlich bei der Übertragung hoher ™ und höchster Drehmomente,

Der Erfindung liegt die Aufgabe sugrunde, ein Fahrseug-Antriebsrad ait in dessen Habe eingebautem Planetengetriebe su schaffen, bei den mit einfachsten und technisch suverla»»igen Mitteln ein Zweistufen-Sohaltgetriebe in der Radnabe ersielt wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst» daß der AuQensahnkrans des Planetengetriebe* drehbar su einen das Rad tragenden« aa FAhrseugrahiwa befestigten Gehäuse gelagert ist und daß »«haltbare KttjJLangftn einerseits »wischen dem die PIanetenräder tragenden Teil und dem Sonnenrad bsw. der dieses tragenden Welle und andrerseits »wischen dem Außensahnkran* und des dieses tragenden Gehäuse vorgesehen βInd. Durch diese Ausbildung wird das herkömmliche Planetengetriebe, wie es bei den bekannten Flametenaehsea verwendet wurde, nur durch die beschriebenen, relativ einfachen konstruktiven Maßnahmen su einem Zwelgang-Sehaltgetriebe umgebaut, das es ermöglicht, bei Anwendung eise» mechanischen Antriebes die vorgeschalteten Getriebe wesentlich elnfaoher su gestalten, da» aber ebenso einen direkten Blnselradantrieb durch s.B. hydratlieche oder elektrische Kotoren ermöglicht. In allen Fällen können die mit eolohen Antriebsrädern ausgerüsteten fahrseuge bei Einschaltung des Sehnellgmngee, bei dem ohnehin ein relativ geringes Dreh-

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moment übertragen werden muß, echnell fahren und damit s.B. als Arbeitsmaschinen schnell ihren Einsät sort wechseln· Bei Einschaltung des Langsamgange8 let dagegen das erforderliche hohe Drehmoment vorhanden bei gleichseitig realisierter Dreh-· zahl und daalt niedrigeGeschwindigkeit. Bei hydraulische» Antrieb wird in aneich bekannter Weise jedes der Fahrseug-Antriebsräder durch einen gesonderten Hydraulik-Motor angetrieben» die durch eine Bit einem eentralen Antriebsmotor verbundene Regelpumpe gespeist werden.

Ua alt dem erfindungegenäßen Fahrzeug-Antriebsrad auch höchste Drehmomente Übertragen su können, kann aan in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung die rorgesehenen Kupplungen als schaltbare Hemekell-Freiläufe ausbilden, die bei relativ kleinen Baumaßen in der Lage sind, höchste Drehmomente su übertragen.

Freiläufe können jeweils nur in einer Drehrichtung ein Drehmoment übertragen, während in der anderen Drehrichtung die Kupplung aufgehoben 1st, also der Freilaufsustand herrscht. Aue diesem Grunde ist es zweckmäßig, aindestend swischen dem Außensahnkranz und dem diesen tragenden Gehäuse swei gegensinnig wirkende, sohaltbare Hemmkeil-Frelläufe vorzusehen. Durch diese Freiläufe wird der Langaamgang eingeschaltet· Bas ist die Gangetufe, in der angefahren wird und in der das Fahrseug seine eigentliche Tätigkeit ausübt, e.B. wenn es sich um ein £rdbewegungsfahrseug handelt· In dieser Situation muß das Fahrseug in der Lage sein, sowohl vorwärts als auch rückwärts %u fahren und s.B. bei Talfahrt auoh die Bremswirkung des Antriebsmotor auszunützen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, in dieser Schaltetufe swei gegensinnig wirkende Freiläufe vorzusehen. Dagegen ist dies nicht unbedingt erforderlich in der anderen Schaltstufe, durch die der Schnellgang geschaltet wird. Diese dient primär dazu, mit dem Fahrseug Ortswechsel durchzuführen. Hierzu genügt es, wenn das Fahrseug nur vorwärts fahren kann. Eventuell erforderliche Fahrmanöver, bei denen

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eine Rückwärtsfahrt erforderlich wird, können dann ggf. in der Langsaafahrtstufe ausgeführt werden.

Bei der Anwendung derartiger Hesankeil-Freiläufe muß dafUr gesorgt sein, daß immer nur ein einziger Freilauf eingeschaltet ist» oder doch höchstens ein «usamiaengehtJrigee Paar, durch das eine Gangstufe geschaltet wird.

Nach einen weiteren Vorschlag kann das Schalten der Kupplungen durch Hydraulik-Druck erfolgen, wodurch dann in einfachster Weise durch entsprechende Ausgestaltung des Schaltventiles auch die vorher erwähnte Maßnahme erreicht werden kann, daß jeweils nur eine Kupplung eingeschaltet let.

Außerdem 1st es, wenn bei einen derartigen Fahrzeug-Antriebsrad der Antrieb durch einen Hydraulik-Motor erfolgt, in einfacher Weise möglich, das Umschalten von der einen auf die andere Kupplung in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck des Hydraulik-Motore erfolgen eu lassen. Dadurch kann in einfachster Weise ein vollautomatisches Uaechalten von der einen in die andere Gangstufe in Abhängigkeit von den tatsächlichen Erfordernissen, die sich ja im Hydraulik-Druck des Antriebsmotor wiedersplegeln, erfolgen. Schließlich ist es bei Anwendung eines Hydraulik-Motors auch in einfachster Weise und ohne großen Aufwand möglich, eine Schalteinrichtung vorzusehen, die bein Überschreiten des höehstzulässigen Druckes in der ersten Gangstufe oder beim überschreiten der hochstzulässigen Temperatur für das Hydrauliköl den Antriebsmotor selbsttätig abschaltet und die Bremse des fahrzeug-Antriebsrades betätigt.

Ähnliche Torteile sind gegeben, wenn der Antrieb des Fahreeug-Antrlebsrades über einen Elektromotor erfolgt. In diesem Falle kann das Umschalten von der einen auf die andere Kupplung in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Elektromotors selbsttätig erfolgen. Ebenso kann, wenn die höchetjculäsaige Stromaufnahme oder die hochstzulässige Temperatur des Elektromotors

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Überschritten wird, durch eine Jchalteinrichtung der Motor selbsttätig abgeschaltet und die Bremse des Fahrzeug-Antriebsrades betätigt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.

Das aus dem Reifen 1 und der Felge 2 bestehende Rad ist mit dem Nabenteil 3 verbunden, das durch die Kegelrollenlager 4 und 5 auf de» mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Teil 6 gelagert ist. Auf diesem Teil 6 ist gleichzeitig mittels der Rollenlager 7 und 8 das den Außenzahnkranz 9 des Planetengetriebes tragende Teil drehbar gelagert. Zwischen dem Teil 6 und dem Teil 9 sind Parallel zu den Rollenlagern 7 und 8 die beiden gegensinnig wirkenden Freilaufe 10 und 11 angeordnet. Mit dem Außenzahnkranz 9 in Eingriff steht das Planetenrad 13» das auf dem Bolzen 14 gelagert ist, der seinerseits in dem Teil 15 befestigt ist, das fest mit der Felge 2 verbunden ist. kit dem Flanetenrad 13 kämmt andrerseits das zentrale Sonnenrad 16, das auf der .felle 17 befestigt ist, über die das Drehmoment in das Rad eingeleitet wird.

Zwischen einem Teil 18, das ebenfalls fest mit der tfelle 17 verbunden ist einerseits und dem Teil 15 andrerseits ist ein weiterer schaltbarer Freilauf 19 angeordnet. Die Schaltung der Freiläufe 10 und 11 erfolgt durch einen Hydraulikkolben 20, die des Freilaufes 19 durch einen Hydraulikkolben 21. Diese Hydraulikkolben sind durch Im einseinen nicht beeeichnete Kanäle mit Hydraulikflüssigkeit be»ufschlagbar. Die Konstruktive Ausgestaltung der Schaltung der Freiläufe über die Hydraulikkolben 20 und 21 kann beispielsweise so erfolgen, daß, wenn kein Druoköl zugeführt wird, die Freilaufe 10 und 11 eingeschaltet, dagegen der Freilauf 19 ausgeschaltet ist. Führt man dagegen durch die hierfür vorgesehenen Kanäle Druoköl zu den Hydraulikkolben 20 und 21 zu, dann wird diese Schaltung umgekehrt, d.h. dann werden die beiden Freiläufe 10 und 11 abgeochaltet, dagegen der freilauf 19 eingeechaltet.

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Anhand der Zeichnung betrachtet, kann man an der Stelle 22 das für die Schaltung der Freiläufe benötigte Drucköl mit einem Druck von etwa 30 bar eintreten lassen. Beim Eintritt des Drucköles wird» wie oben ausgeführt wurde, der Freilauf 19 über den Hydraulikkolben 21 eingeschaltet. Damit erfolgt der Kraftfluß von der Vfelle 17 über das Teil 18 und den Freilauf 19 unmittelbar auf das Teil 15 und damit auf die Felge 2 und den Helfen 1. Ss erfolgt also eine direkte Kraftübertragung ohne Untersetzung»

dagegen Über die Stelle 22 kein Drucköl zugeführt, dann wird durch das Fehlen des Öldruckes der Freilauf 19 ausgeschaltet und die Freiläufe 10 und 11 eingeschaltet. In diesem Falle erfolgt der Kraftfluß über die /eile 17 auf das zentrale Sonnenrad 16, das einerseits mit dem Planetenrad 13 kämmt, das außen mit dem Zahnkranz 9 in Singriff steht. Der Zehnkrans 9 ist über die Freiläufe 10 und 11 starr mit dem Teil 6 gekuppelt, das seinerseits am Fahrzeugrahmen befestigt ist. iäa erfolgt somit in dieser uchaltstufe die Untersetzung und der Antrieb erfolgt über die Planetenräder 13 auf das Teil 15, das mit der Felge 2 und dem Reifen 1 verbunden ist.

Ea versteht sich, daß die beiden Freiläufe 10 und 11 sowohl ' gemeinsam geschaltet werden können, wodurch sich eine starre Kupplung zwischen den Teilen 6 und 9 sowohl bei Yorwärts-als auch bei Rückwärtsfahrt ergibt. Ebenso könnte »an natürlich diese beiden Freilauf· 10 und 11 getrennt voneinander schalten, so daß im einen Falle nur bei Vorwärtsfahrt und im anderen Falle nur bei Rückwärtsfahrt eine Kupplung vorhanden ist. Schließlich wäre es auch möglich, anstelle des einen Freilaufes 19 zwei gegensinnig wirkende Freiläufe vorzusehen, so daß auch in dieser direkten Gangstufe eine Drehmomentübertragung sowohl bei Vorwärts- als auoh bei Rückwärtsfahrt möglich wäre.

In jedem Falle ist jedoch dafür zu sorgen, daß iouer nur entweder der eine Freilauf 19 oder einer oder beide der Freilaufe 10 und 11 eingeschaltet sind.

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Claims

latentanspräche:

1., Fahrzeug-iintriebsrad mit in dessen habe eingebautem Planeten- —J getriebe mit einem angetriebenen zentralen Sonnenrad, mehreren dieses umgebenden ilanetenräaern, die auf einem mit dem Had fest verbundenen Seil frei drehbar gelagert sind und die andrerseits mit einem Auüenzahnkranja in eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenzahnkranz drehbar au einem das Had tragenden, am fahrzeugrahmen befestigten üehäuse gelagert ist und schaltbare kupplungen einerseits zwischen dem die Planetenräder tragenden i'eil und dem üonnenrad bzw. der dieses tragenden Welle und andrerseits zwischen dem Auiaenzahnkranz und dem diesen tragenden Gehäuse vorgesehen sind.

2. Fahrzeug-Antriebsrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen ale schaltbare Üemakeil-rreiläufe ausgebildet sind.

3. Fahrzeug-Antriebsrad nach Anspruch.2, dadurch gekennzeichnet, daß »indestena die zwischen dem Außenzahnkranz und dem diesen tragenden (iehäuse vorgesehene kupplung durch zwei gegensinnig wirkende, schaltbare Hemmkeil-xreiläufe gebildet ist.

4* Fahrzeug-Antriebsrad nach Anspruch 2 oder 3 t dadurch gekennzeichnet, daß von den vorgesehenen uemmkeil-ireiläufen jeweils nur einer oder ein zusammengehöriges Paar gleichzeitig einschalt· bar sind.

5. Fahrzeug-Antriebsrad nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gexennzeichnet, daß das .schalten der kupplungen durch Hydraulik-Druck erfolgt.

£}. fahrzeug-Antriebsrad nach einen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb durch einen Hydraulikmotor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von der einen auf die andere kupplung in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck dea nydraulikiiotors selbsttätig erfolgt.

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Fahrzeug-Antriebsrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die beim Überschreiten de« hochstzulässigen Druckes in der ersten Gangetufe oder beim Überschreiten der höchstzulässigen Temperatur dee Hydrauliköles άβη Antriebsmotor selbsttätig abschaltet und die Bremse des Fahrzeug-Antriebsrades betätigt.

8. Fahrzeug-Antriebsrad nach einen der Ansprüche 1 bis 4» dem der Antrieb durch einen Elektromotor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von der einen auf die andere Kupimng in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Elektromotors selbsttätig erfolgt.

W 9. Fahrsaug-Antriebsrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die beim Überschreiten der hochstzulässigen Stromaufnahme oder beim Überschreiten der hochstzulässigen !Temperatur des Elektromotors diesen selbst tätig abschaltet und die Bremse des Fahrzeuges betätigt.

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