DE2433566B2 - Triebwerk fuer einen knickgelenkten schlepper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Triebwerk für einen knickgelenkten Schlepper mit einem den Antriebsmotor, das Schwungrad und die Fahrkupplung tragenden Fahrzeugvorderteil und einem das Schaltgetriebe aufnehmenden Fahrzeughinterteil, die beide über eine vertikale Achse gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die Fahrkupplung als Lamellenkupplung ausgebildet ist, von welcher eine Fahrantriebsweüe abgeht, und mit einer über ein Zahnradgetriebe und Kupplung antreibbaren Zapfwelle.

Bei nichtknickgelenkten Schleppern ist es bekannt, vom Schwungrad des Antriebsmotors eine Hohl- und eine Kernwelle wegzuführen, von denen die eine dem

ίο Fahr- und die andere dem Zapfwellenantrieb dient. Bei einer ersten bekannten Konstruktion dieser Art sitzt hinter dem Schwungrad eine Lamellen-Doppelkupplung, deren erste der Kernwelle und deren zweite der Hohlwelle zugeordnet ist. Die letztere steht mit dem

Schaltgetriebe für den Fahrantrieb in Triebverbindung, während die Kernwelle an ihrem Ende ein Ritzel als Teil eines Untersetzungsgetriebes für die Zapfwelle trägt. Bei einer zweiten bekannten Konstruktion der erwähnten Art sitzt hinter dem Schwungrad lediglich eine einfache Lamellenkupplung für den Fahrantrieb über die Hohlwelle, während eine zweite Lamellenkupplung für die Zapfwelle erst hinfer dem Zapfwellen-Untersetzungsgetriebe angeordnet ist (»ZF-Schleppertriebwerke F8/3 SL 704005« der Firma Zahnradfabrik Passau GmbH).

Wollte man nun diese bekannten Konstruktionen auf knickgelenkte Schlepper übertragen, um einen fahrunabhängigen Zapfwellenantrieb ?u erhalten, so würde dies daran scheitern, daß man mit konzentrischen Wellen die Knickstelle nicht überbrücken kann, um zu der im Fahrzeughinterteil angeordneten Zapfwelle zu gelangen. Außerdem baut die Lamellen-Doppelkupplmng nicht nur in Achsrichtung, sondern auch in Durchmesserrichtung verhältnismäßig groß, so daß bei einem allradgetriebenen Schlepper das Tellerrad für den Vorderachsantrieb und damit die Vorderachse unerwünscht weit zurückverlegt werden müßte. Bei der an zweiter Stelle geschilderten, bekannten Konstruktion würde die als Lamellenkupplung ausgebildete Zapfwellenantriebskupplung stören, da sie entweder im Durchmesser oder in axialer Richtung viel Platz benötigt. Schließlich läßt sich bei bekannten Konstruktionen die notwendige Untersetzung für den Zapfwellenantrieb nicht mit einer Getriebestufe erreichen — in diesem Zusammenhang muß erwähnt werden, daß die Drehzahl des Zapfwellenantriebs auf 540 Umdrehungen pro Minute genormt ist (bei 80—90% der Nenndrehzahl, des Motors, die bei etwa 2000 Umdrehungen pro Minute liegt).

Aus all diesen Gründen gab es bisher bei knickgelenkten Schleppern lediglich fahrabhängige Zapfwellenantriebe, die hinter der Fahrkupplung abzweigen und deshalb bei ausgekuppeltem Fahrantrieb zwangsläufig ebenfalls stillstehen. Dies trifft auch auf eine bekannte Konstruktion der eingangs erwähnten Art zu (US-PS 37 01 393), bei der eine Fahrantriebswelle mit i.wei Universalgelenken die Knickstelle überbrückt und dann über ein Stirnradgetriebe, dessen Übersetzungsverhältnis ungefähr 1 :1 beträgt, sowohl das Schaltgetriebe als auch eine Klauenkupplung antreibt, deren Abtrieb mit der Zapfwelle verbunden ist. Außer dem erwähnten Nachteil, daß die Zapfwelle bei ausgekuppeltem Fahrantrieb stillsteht, weist diese bekannte Konstruktion noch zwei weitere Nachteile auf: Zum einen ist die Zapfwellendrehzahl ungefähr gleich groß wie die Motordrehzahl und entspricht deshalb nicht der vorstehend erwähnten Norm, und zum anderen muß die der Zapfwelle vorgeschaltete Klauenkupplung ein

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verhältnismäßig großes Kuppelmoment aufnehmen können, was auf ihre Dimensionierung nicht ohne Einfluß bleiben kann.

Man könnte nun bei knickgelenkten Schleppern daran denken, mit nur einer einzigen, dem Fahr- und Zapfwellenantrieb gemeinsamen Antriebswelle die Knickstelle zu überbrücken, die Fahrkjpplung im Fahrzeughinterteil anzuordnen und vor dieser Fahrkupplung den Zapfwellenantrieb abzuzweigen. Eine solche Konstruktion würde jedoch infolge der großen Schwungmasse der Fahrkupplung und des iunrunJen Laufs der Schlepperdieselmotoren dazu führen, daß die Gelenke zu beiden Seiten der Knickstelle beträchtliche Drehmomentspitzen aufzunehmen hätten, die nach kurzem Betrieb zu einer Zerstörung dieser Gelenke führen würde. Andererseits wird aber auch das Schaltgetriebe für den Fahrantrieb bei knickgelenkten Schleppern nicht gerne in das Fahrzeugvorderteil verlegt, weil das letztere sonst relativ lang baut

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Triebwerk der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß es bei verhältnismäßig kleiner und verschleißarmer Bauweise einen fahrunabhängigen Zapfwellenantrieb gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fahrantriebswelle von einer Hohlwelle umgeben ist, welche mit einer die Fahrkupplung übergreifenden und diese antriebsmäßig umgebenden Triebverbindungsvorrichtung fest verbunden ist, und mit einem im Fahrzeugvorderteil angeordneten Planetengetriebe, dessen Abtrieb den Antrieb für die Zapfwelle bildet, in Triebverbindung steht und daß ein solches Element, des Planetengetriebes mittels einer Bremse blockierbar ist, daß das Planetengetriebe ein Untersetzungsgetriebe bildet.

Das Planetengetriebe ermöglicht nun nicht nur bei verhältnismäßig kleiner Bauweise die erforderiiche Untersetzung für die Zapfwelle, sondern es dient auch als verhältnismäßig kleinbauende Kupplung, da ein Planetengetriebe bei gleicher Baulänge wie eine Lamellenkupplung einen geringeren Durchmesser als diese besitzt, oder, bei Durchmessergleichheit, kürzer als eine Lamellenkupplung baut. Infolgedessen und weil bei der erfindungsgemäßen Konstruktion hinter dem Schwungrad nur eine einfache und deshalb kurzbauende Lamellenkupplung angeordnet werden muß, kann das Tellerrad für den Vorderachsantrieb verhältnismäßig weit nach vorn zwischen Fahrkupplung und Planetengetriebe gelegt werden, und wegen des geringen Durchmessers des Planetengetriebes bei gleichzeitig hoher Untersetzung liegen Fahrantriebswelle und Zapfwelle verhältnismäßig nahe beieinander, was im Hinblick darauf von Vorteil ist, daß ja mit beiden Wellen die Knickstelle überbrückt werden muß. Erwähnenswert ist schließlich noch, daß es die erfindungsgemäße Konstruktion gestattet, das Schaltgetriebe für den Fahrantrieb so anzuordnen, daß es antriebsseitig koaxial zum Schwungrad liegt, ohne daß es eint.r Vorgelegewelle oder dergleichen bedürfte, was der Fall wäre, wenn man die Hohlwelle dem Fahrantrieb zuordnen würde. Das letztere läßt sich aber trotz der Einfachkupplung hinter dem Schwungrad dadurch vermeiden, daß das letztere über die die Fahrkupplung übergreifende Triebverbindungsvorrichtung mit der Hohlwelle verbunden wird.

Ein besonders hohes Untersetzungsverhältnis für den Zapfwellenantrieb läßt sich dadurch erreichen, daß das Sonnenrad des Planetengetriebes durch die Bremse blockierbar ist und daß das Hohlrad des Planetengetriebes dessen Antrieb und der Planetenradträger dessen Abtrieb bildet Dabei wirkt es sich auf die Abmessungen des erfindungsgemäßen Triebwerks vorteilhaft aus, daß das von der Bremse an dem Planetenradgetriebe aufzubringende Bremsmoment weit kleiner als das an der Fahrkupplung auftretende Kuppelmoment ist, nämlich ungefähr nur halb so groß.

Da bei einem allradgetriebenen Schlepper die zum Schaltgetriebe führende Fahrantriebswelle und eine sich vom Schaltgetriebe nach vom erstreckende Antriebswelle für den Vorderachsantrieb — bedingt durch den Aufbau des Schaltgetriebes — üblicherweise im Abstand untereinander angeordnet sind, läßt sich der dazwischen befindliche Raum gut ausnutzen, wenn das Planetengetriebe achparallel zur Hohlwelle unter dieser angeordnet ist. In diesem Fall bedarf es für den Antrieb des Planetengetriebes auch nur einer auf der Hohlwelle angebrachten Verzahnung.

Bildet man die Triebverbindungsvorrichtung als mit dem Schwungrad verbundene Antriebsglocke aus, so kann diese gleichzeitig eine Art Gehäuse lür eine unmittelbar hinter dem Schwungrad angeordnete Fahrkupplung bilden.

Eine besonders zweckmäßige Betätigung der Fahrkupplung ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Triebwerk dadurch, daß auf der Hohlwelle eine zum Ausrücken der Fahrkupplung in Längsrichtung der letzteren verschiebbare Muffe angeordnet ist, welche mit einem Ausrückelement für die Fahrkupplung verbunden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Muffe über mindestens ein ein Langloch der Hohlwelle durchgreifendes Verbindungselement mit einer Hülse verbunden, die auf der Fahrantriebswelle gelagert und in deren Längsrichtung verschiebbar ist sowie an ihrem der Fahrkupplung zugekehrten Ende einen Ausrückteller trägt.

Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Triebwerk noch in einfacher Weise den Antrieb einer weiteren Zapfwelle im Fahrzeugvorderteil, indem nämlich die Abtriebswelle des Planetenradgetriebes sich bis zu dessen beiden Enden erstreckt und an ihrem vorderen Ende ein Ritzel zum Abtrieb einer vorderen Zapfwelle trägt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines knickgelenkten Schleppers, und

F i g. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäß ausgebildeten Triebwerks dieses Schleppers.

In Fig. 1 wurde das Fahrzeugvorderteil als Ganzes mit 10, das Fahrzeughinterteil als Ganzes mit 12 und eine vertikale Knickachse zwischen den beiden ' Fahrzeugteilen mit 14 bezeichnet. Im Fahrzeughinterteil ist eine Gelenkgabel 16 urr. eine horizontale Achse 16a drehbar gelagert, und an ihren beiden Schenkeln 166 ist das Fahrzeugvorderteil um die Knickachse 14 schwenkbar angelenkt. Mit Hilfe eines Lenkrads 18 kann nun über nicht dargestellte Getriebemittel das Fahrzeugvorderteil 10 um die Knickachse 14 geschwenkt werden.

Die F i g. 2 zeigt denjenigen Teil des Triebwerks des knickgelenkten Schleppers, welches zwischen einem Schwungrad 20 des nicht dargestellten Schleppermotors und der strichpunktiert angedeuteten Knickachse 14 angeordnet ist Mit 22 wurde außerdem das Tellerrad des Vorderachsantrieb bezeichnet.

Mit dem Schwungrad 20 ist eine Antriebsglocke 24

fest verbunden, welche ihrerseits fest mit einer Hohlwelle 26 verbunden ist. Am gemäß F i g. 2 rechten Ende der Hohlwelle 26 wurde ein Lager 28 angedeutet. In der Hohlwelle verläuft eine Fahrantriebswelle 30, die einerseits im Schwungrad 20 und andererseits bei 32 noch im Fahrzeugvorderteil gelagert ist und deren linkes Ende die Mitnehmerscheibe 34a einer als Lamellenkupplung ausgebildeten Fahrzeugkupplung 34 trägt. Auf der Hohlwelle 26 sitzt eine Muffe 36, welche einen Flansch 36a besitzt und über mehrere Stifte 38 mit einer Hülse 40 verbunden ist, welche auf der Fahrantriebswelle 30 gelagert und in Längsrichtung derselben verschiebbar ist. Die Stifte 38 durchgreifen Langlöcher 42 in der Hohlwelle 26, so daß die Muffe 36 von der Hohlwelle 26 mitgenommen und der Verschie- ij beweg begrenzt wird. Schließlich besitzt die Hülse 40 einen Ausrückteller 40a, über den und einen an der Antriebsglocke 24 gelagerten, doppelarmigen Hebel 44 die Fahrkupplung 34 ausgerückt werden kann. Zu diesem Zweck kann am Flansch 36a der Muffe 36 die nicht gezeigte Gabel eines Kupplungspedals angreifen.

Die Fahrantriebswelle 30 treibt nun über zwei Kardangelenke 46 zu beiden Seiten der Knickachse 14 ein Wechselgetriebe 48 für den Fahrantrieb an, während auf der Hohlwelle 26 ein Ritzel 50 sitzt, welches mit einem Ritzel 52 am Eingang eines als Ganzes mit 54 bezeichneten Planetengetriebes kämmt.

Die verschiedenen Teile dieses Planetengetriebes wurden wie folgt bezeichnet: Das eine Innenverzahnung tragende Hohlrad mit 56, der Planetenradträger mit 58, die von diesem getragenen Planetenräder mit 60 und das Sonnenrad, welches mit den Planeienrädern kämmt, mit 62. Dem Sonnenrad 62 ist eine als Ganzes mit 64 bezeichnete Bandbremse zugeordnet, mit deren Hilfe das Sonnenrad blockiert werden kann, und der Planetenradträger 58 ist drehfest mit einer Zapfwelle 66 verbunden, die Lager 68 und 70 aufweist. Diese Zapfwelle 66 überbrückt nun mit zwei Kardangelenken 72 die Knickachse 14, so daß am Fahrzeughinterteil ein Zapfwellenantrieb für Zusatzaggregate des Schleppers vorgesehen werden kann.

Wie üblich erstreckt sich vom Wechselgetriebe 48 eine Antriebswelle 74 für den Vorderachsantrieb nach vorn, und zu beiden Seiten der Knickachse 14 sind auch für diese Antriebswelle 74 Kardangelenke 76 vorgesehen. Ein vom linken Ende der Antriebswelle 74 getragenes Kegelrad 78 kämmt mit dem Tellerrad 22 des Vorderachsantriebs.

Das vordere Ende der Zapfwelle 66 trägt ein Ritzel 80, das mit einem auf der Antriebswelle 74 gelagerten Zwischenrad 82 kämmt. Dieses treibt seinerseits eine vordere Zapfwelle 84 über ein auf dieser befestigtes Ritzel 86 an.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Triebwerks ist die folgende: Über die Fahrkupplung 34 wird der Antrieb von Vorder- und Hinterachse eingekuppelt, und unabhängig davon treibt die Hohlwelle 26 dank der die Fahrkupplung übergreifenden Antriebsglocke 24 das Planetengetriebe 54 an. 1st die Bandbremse 64 gelöst, dreht sich weder der Planetenradträger 58 noch die Zapfwelle 66, so daß vorderer und hinterer Zapfwellenantrieb stillstehen. Wird hingegen das Sonnenrad 62 über die Bandbremse 64 blockiert, treibt die Hohlwelle 26 über das Planetenradgetriebe 54 die Zapfwelle 66 mit der gewünschten und verhältnismäßig großen Untersetzung an, so daß vorderer und hinterer Zapfwellenantrieb laufen. Die gewünschte hohe Untersetzung für die Zapfwelle in einer einzigen, vom Planetengetriebe repräsentierten Getriebestufe resultiert daraus, daß der Antrieb des Planetengetriebes übet dessen Ring- oder Hohlrad 56 erfolgt und dei Planetenradträger 58 den Abtrieb bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Triebwerk für einen knickgelenkigen Schlepper mit einem den Antriebsmotor, das Schwungrad und die Fahrkupplung tragenden Fahrzeugvorderteil und einem das Schaltgetriebe aufnehmenden Fahrzeughinterteil, die beide über eine vertikale Achse gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die Fahrkupplung als Lamellenkupplung ausgebildet ist, von welcher eine Fahrantriebswelle abgeht, und mit einer über ein Zahnradgetriebe und eine Kupplung antreibbare Zapfwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrantriebswelle (30) von einer Hohlwelle (26) umgeben ist, welche mit einer die Fahrkupplung (34) übergreifenden und diese antriebsmäßig umgebenden Triebverbindungsvorrichtung (Antriebsglocke 24) fest verbunden ist, und mit einem im Fahrzeugvorderteil (10) angeordneten Planetengetriebe (54), dessen Abtrieb (Planetenradträger 58) den Antrieb für die Zapfwelle (66) bildet, in Triebverbindung steht, und daß ein solches Element (Sonnenrad 62) des Planetengetriebes (54) mittels einer Bremse (Bandbremse 64) blockierbar ist, daß das Planetengetriebe ein Untersetzungsgetriebe bildet.

2. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (62) des Planetengetriebes (54) durch die Bremse (Bandbremse 64) blockierbar ist und daß das Hohlrad (56) des Planetengetriebes dessen Antrieb und der Planetenradträger (58) dessen Abtrieb bildet.

3. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe (54) achsparallel zur Hohlwelle (26) unter dieser angeordnet ist.

4. Triebwerk nach Anspruch 1, dessen Fahrkupplung unmittelbar hinter dem Schwungrad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebverbindungsvorrichtung als mit dem Schwungrad (20) verbundene Antriebsglocke (24) ausgebildet ist.

5. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hohlwelle (26) eine zum Ausrücken der Fahrkupplung (34) in Längsrichtung der letzteren verschiebbare Muffe (36) angeordnet ist, welche mit einem Ausrückelement (Hülse 40) für die Fahrkupplung (34) verbunden ist.

6. Triebwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (36) über mindestens ein ein Langloch (42) der Hohlwelle (26) durchgreifendes Verbindungselement (Schraube 38) mit eint.· Hülse (40) verbunden ist, die auf der Fahrantriebswelle (30) gelagert und in deren Längsrichtung verschiebbar ist sowie an ihrem der Fahrkupplung (34) zugekehrten Ende einen Ausrückteller (40a) trägt.

7. Triebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (Zapfwelle 66) des Planetenradgetriebes (54) sich bis zu dessen beiden Enden erstreckt und an ihrem vorderen Ende ein Ritzel (80) zum Antrieb einer vorderen Zapfwelle (84) trägt.