DE2656474B2 - Hydraulische Kriechgang-Antriebsanordnung für eine Nutzfahrzeug - Google Patents
Hydraulische Kriechgang-Antriebsanordnung für eine NutzfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kriechgang-Antriebsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind bereits Kriechgang-Antriebsanordnungen in Spezial-Nutzfahrzeugen bekannt, bei denen die Umschalteinrichtung
im Fahrbetrieb bis zum Erreichen des Arbeitsgebietes auf einen unmittelbaren Antrieb des
Wechselgetriebes durch die Brennkraftmaschine über die Hauptkupplung einstellbar ist Zum eigentlichen
Arbeitsbetrieb, beispielsweise zum Schneeräumen, wird die Umschalteinrichtung auf Hydraulikantrieb umgestellt,
wobei eine kontinuierliche Einstellung der
s Fahrgeschwindigkeit in einem sehr niedrigen Geschwindigkeitsbereich
mit verhältnismäßig hohem Drehmoment möglich ist, wie dies für viele Anwendungsfälle
gefordert wird. Die Umschalteinrichtung ist hierbei in dem speziell ausgebildeten Wechselgetriebe
ίο enthalten, das sich von dem Wechselgetriebe normaler,
nicht auf Hydraulikbetrieb umschaltbarer Nuizfahrzeuge,
insbesondere üblicher Lastkraftwagen, unterscheidet
Die erwähnten bekannten Spezial-Nutzfahrzeuge sind so ausgebildet daß sie eine Reihe verschiedenartiger
Aufgaben lösen können, die sich hinsichtlich der an das Fahrzeug gestellten Anforderungen stark unterscheiden.
Um dies zu leisten, müssen die bekannten Spezial-Nutzfahrzeuge bezüglich jedes wesentlichen
Bauelementes so ausgelegt sein, daß sie jeder Spezialaufgabe gerecht werden. Beispielsweise sind das
Ausgleichgetriebe und die Gelenkwellen zum Antrieb der Fahrzeugräder für extrem hohe Drehmomente
ausgelegt um auch bei sehr hohen Getriebeübersetzungen ins Langsame hierbei auftretende Spitzenbelastungen
aufzunehmen. Infolgedessen sind solche Spezial-Nutzfahrzeuge für universellen Einsatz erheblich
aufwendiger und damit teurer als ein Serien-Nutzfahrzeug, beispielsweise ein normaler Lastkraftwagen,
welcher nur für normalen Fahrbetrieb ausgelegt ist Häufig stellt sich die Aufgabe, unter Verzicht auf eine
universelle Anwendbarkeit ein Serien-Nutzfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, als Spezial-Nutzfahrzeug
für lediglich eine bestimmte Aufgabe umzurüsten, beispielsweise zum Schneeräumen, wobei die
Gebrauchstüchtigkeit dieses ausgebauten Serienfahrzeuges derjenigen der eingangs erwähnten Spezial-Nutzfahrzeuge
in bezug auf die vorgegebene Aufgabe nicht nachsteht. Ein derartiger Ausbau eines Serienfahrzeuges
ist nur dann sinnvoll, wenn unter Berücksichtigung des Fahrzeugpreises und der Ausbaukosten der
Aufwand immer noch wesentlich geringer als bei den eingangs erwähnten Spezial-Nutzfahrzeugen liegt, wobei
eine Grundvoraussetzung darin liegt, die zum Ausbau erforderlichen zusätzlichen Bauelemente raumsparend
in dem Serienfahrzeug unterzubringen.
Eine Antriebsanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der DE-OS 23 13 784 bekannt. Bei
dieser Anordnung wird eine Hydraulikpumpe über ein
so der Brennkraftmaschine nachgeordnetes Wechselgetriebe angetrieben. Bekanntlich ist der Wirkungsgrad
eines hydrostatischen Drehmomentwandlers auf einen verhältnismäßig geringen Änderungsbereich der Antriebsdrehzahl
beschränkt. Als ein solcher zulässiger Bereich kann beispielsweise der Betriebsdrehzahlbereich
einer Brennkraftmaschine betrachtet werden, während die Abtriebsdrehzahlen des der Brennkraftmaschine
nachgeordneten Wechselgetriebes im Bereich von maximaler bis minimaler Abtriebsdrehzahl als
extrem zu bezeichnen sind, wobei in einem solchen Drehzahlbereich ein hydrostatischer Wandler mit einem
einigermaßen vertretbaren Wirkungsgrad nicht betrieben werden kann. Es wäre demnach bei der Anordnung
nach der betrachteten Druckschrift erforderlich, wenn man schon einen Betrieb mit hydrostatischem Wandler
in Betracht zieht, hierfür eine bestimmte Schaltstufe des Wechselgetriebes ausschließlich vorzusehen. In diesem
Zusammenhang ist es nun nicht ohne weiteres möglich,
für einen Kriechgangbetrieb die niedrigste Schaltstufe
des Wechselgetriebes vorzusehen, weil die Bauabmessungen einer Hydraulikpumpe und eines Hydraulikmotors
mit sinkender Drehzahl wegen der unvermeidbaren Leckverluste und des zulässigen Arbeitsdruckes zunehmen
und bei sehr geringen Drehzahlen in sehr erhebliche Dimensionen steigen. Damit wäre aber die
Unterbringungsmöglichkeit in einem normalen Nutzfahrzeug nicht mehr gegeben. Legt man indessen die
mittlere Antriebsdrehzahl des hydrostatischen Wandlers auf einen verhältnismäßig hohen Wert vor,
beispielsweise entsprechend der höchsten oder zweithöchsten Abtriebsdrehzahl des Wechselgetriebes, so
wäre ein Kriechgangbetrieb mit ausreichend hohem Drehmoment wiederum nicht möglich.
Außerdem ist eine raumsparende Unterbringung der betrachteten bekannten Anordnung in einem Nutzfahrze'ig
nur sehr begrenzt möglich.
Die von der Erfindung zu lösende Aufgabt besteht in dem raumsparenden Ausbau eines Serien-Nutzfahrzeuges
mit mechanischem Wechselgetriebe und relativ hoher Fahrtgeschwindigkeit im niedrigsten Gang auf
wahlweisen Hydraulikantrieb mit einem Kriechgang nebst entsprechend erhöhtem Drehmoment, jedoch
ohne übermäßige Beanspruchung der auf die hydraulischen Antriebselemente folgenden Antriebselemente,
insbesondere Gelenkwellen und Ausgleichgetriebe, und zwar ohne Anbringung von Hydraulikbauteilen am
Antriebsmaschinen-Wechselgetriebe-Block, welcher in den meisten Fällen zu schwach ist, um eine Hydraulikpumpe
und einen Hydraulikmotor zu tragen.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von der Anordnung nach der Gattung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils
des Patentanspruchs 1 gelöst
Durch das erfindungsgemäß angeordnete Umschaltgetriebe, welches verhältnismäßig leicht ausgebildet
sein kann, wird erreicht, daß über dessen Pumpenantriebswelle und Xriechgangabtriebswelle eine Hydraulikpumpe
und ein Hydraulikmotor an die Brennkraftmaschine und gleichzeitig auch an das Wechselgetriebe
anschließbar sind, ohne daß indessen ein Anblocken der Hydraulikpumpe und des Hydraulikmotors an dem die
Brennkraftmaschine und das Wechselgetriebe umfassenden Block notwendig wäre. Durch die Ausrichtung
der Anschlußenden der Pumpenantriebs- und der Kriechgangabtriebswelle von der Brennkraftmaschine
weg ergibt sich eine günstige Anordnungsmögüchkeit für die Hydrauükpumpe und den Hydraulikmotor
unmittelbar unterhalb des Fahrzeugrahmens sowie unterhalb des Wechselgetriebes. Die Ausbaukosten sind
verhältnismäßig gering, weil das erfindungsgemäß vorgesehene Umschaltgetriebe nach Trennung des
üblicherweise an das Kupplungsgehäuse der Brennkraftmaschine angeblockten Wechselgetriebes zwischen
diese beiden Bauelemente eingebaut werden kann. Gegenüber der vorangehend betrachteten Anordnung
nach der DE-OS 23 13 784 wird nicht nur eine
raumsparende und bei jedem serienmäßigen Nutzfahrzeug vorzunehmende günstige Unterbringung des
Hydraulikwandlers erreicht, ohne Rücksicht auf die Stabilität des Blockes des Wechselgetriebes, sondern es
wird weiterhin erreicht, daß jeder einzelne Gang des Wechselgetriebes und nicht nur ein einziger Gang durch
den hydrostatischen Wandler angetrieben werden kann. Durch den letztgenannten Vorteil ist dann ein mit dem
erfindungsgemäßen .Hydraulikwandler ausgestattetes Nutzfahrzeug einem von vornherein für hydraulischen
Kriechgangbetrieb ausgelegten Spezialfahrzeug völlig ebenbürtig. Der Erfindungsgegenstand ermöglicht also
insgesamt eine einfache Umrüstung vorhandener Serien-Nutzfahrzeuge, wobei wie bei Spezialfahrzeugen
jeder einzelne Gang des Wechselgetriebes über den hydrostatischen Wandler gefahren werden kann.
Durch die weitere Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 2 ergibt sich ein besonders geringer Raumbedarf
der zum Ausbau erforderlichen Teile (Utnschaltgetriebe,
Hydraulikpumpe, Hydraulikmotor).
ίο Durch gie Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 3
wird ein günstiger und raumsparender Anschluß der Brennkraftmaschine an ein an der Fahrzeugstimseite
vor der Brennkraftmaschine angebrachtes Zapfwellengetriebe für ein Arbeitsgerät, beispielsweise eine
Schneefräse, ermöglicht
Durch die Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 4 wird eine Drehmomentreduzierung bei Hydraulikbetrieb
im Kriechgang erzielt, um trotz sehr geringer Fahrgeschwindigkeiten die für normalen Fahrbetrieb
ausgelegten Antriebselemente, insbesondere Gelenkwellen und Ausgleichgetriebe, nicht zu überlasten.
Durch die Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 5 ergibt sich ein weiter verminderter Raumbedarf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine hydraulische Kriechgang-Antriebsanordnung nach Einbau in ein Serien-Nutzfahrzeug in Form
tines üblichen Lastwagens in stark schematisierter Seitenansicht,
F i g. 2 die Antriebsanordnung von F i g. 1 in Blockschaltbilddarstellung,
F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel eines einen Bestandteil der Antriebsanordnung von F i g. 1 und 2 bildenden
Umschaltgetriebes in schematischer Darstellung.
Der in F i g. 1 veranschaulichte Lastkraftwagen umfaßt einen Fahrzeugrahmen 1, der in seinem
vorderen Teil eine Brennkraftmaschine 2 nebst Kupplungsgehäuse 3 aufnimmt Zwischen dem Kupplungsgehäuse
3 und einem ursprünglich an dieses angeblockten mechanischen Sechsgang-Wechselgetriebe
4 *st ein Umschaltgetriebe 5 angeordnet das nachfolgend noch näher erläutert wird. Von dem
Wechselgetriebe 4 verläuft eine Gelenkwelle 6 zu einem Verteilergetriebe 7, welches über je eine Gelenkwelle 8,
9 ein Paar Hinterräder 10 bzw. Vorderräder 11 antreibt Die Bauelemente 4, 6—11 sind in üblicher Weise
ausgebildet und stellen keinen Bestandteil der Erfindung dar, obgleich die Gelenkwelle 6 gegenüber der
Serienausführung des Lastkraftwagens etwas verkürzt werden muß, um das Umschaltgetriebe 5 unterzubringen.
Zur Anwendung des Erfindungsgedankens ist ein Fahrzeug mit Allradantrieb, wie es in F i g. 1 veranschaulicht
ist, nicht erforderlich. Stattdessen kann die erfindungsgemäße Antriebsanordnung auch auf Fahrzeuge
mit Hinterradantrieb angewendet werden, wobei das Verteilergetriebe 7 in Fortfall kommt und das Paar
von Hinterrädern 10 unmittelbar von dem Wechselgetriebe 4 über eine Gelenkwelle angetrieben wird.
Unterhalb des mechanischen Schaltgetriebes 4 sind an einer (nicht veranschaulichten) Querbrücke eine Hydrauükpumpe 12 und ein Hydraulikmotor 13, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, im Abstand von einander 2twa parallel zur Fahrzeuglängsachse angebracht. Bei der Darstellung von F i g. 1 ist nur eines der beiden Hydraulikelemente 12,13 sichtbar.
Unterhalb des mechanischen Schaltgetriebes 4 sind an einer (nicht veranschaulichten) Querbrücke eine Hydrauükpumpe 12 und ein Hydraulikmotor 13, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, im Abstand von einander 2twa parallel zur Fahrzeuglängsachse angebracht. Bei der Darstellung von F i g. 1 ist nur eines der beiden Hydraulikelemente 12,13 sichtbar.
Vor der Brennkraftmaschine 2 sowie unterhalb des Fahrzeugrahmens 1 ist ein Zapfwellenanschluß 14 nebst
zugeordneter Zapfwellenschaltkupplung vorgesehen.
um ein Arbeitsgerät an dem Fahrzeug anzuschließen,
beispielsweise eine Schneefräse.
F i g. 2 zeigt die Wirkungsweise der Umschalteinrichtung von normalem Fahrbetrieb auf hydraulischen
Kriechgangbetrieb. Die Brennkraftmaschine 2 treibt über eine Hauptkupplung 3' das Umschaltgetriebe 5 an.
Zwischen der Hauptkupplung 3' und dem Wechselgetriebe 4 besteht im normalen Fahrbetrieb eine
unmittelbare Antriebsverbindung, wobei zusätzlich zu dem Umschaltgetriebe 5 verlaufende Antriebs- und
Abtriebsverbindungen gemäß gestrichelten Linien L 1 als unterbrochen zu denken sind. Bei Umschaltung auf
hydraulischen Kriechgangbetrieb werden indessen die Unterbrechungen gemäß den Linien Ll aufgehoben
und stattdessen die unmittelbare Antriebsverbindung zwischen der Hauptkupplung 3' und dem Wechselgetriebe 4 gemäß einer strichpunktierten Linie L 2
unterbrochen. Danach treibt das Umschaltgetriebe 5 die Hydraulikpumpe 12 an, die ihrerseits über eine Leitung
15 den Hydraulikmotor 13 antreibt Dessen Kriechgangabtriebswelle 19 verläuft in das Umschaltgetriebe 5,
welches seinerseits das Wechselgetriebe 4 antreibt. Die Hydraulikpumpe 12 und/oder der Hydraulikmotor 13
können in üblicher Weise hinsichtlich ihres gegenseitigen Drehzahlverhältnisses kontinuierlich verstellt werden. Man erhält auf diese Weise im Arbeitsbetrieb,
beispielsweise zum Schneeräumen, die gewünschten niedrigen Drehzahlen für den Kriechgangbetrieb.
Gemäß F i g. 3 umfaßt das Umschaltgetriebe 5 eine Eingangswelle 16, eine Ausgangswelle 17, eine Pumpenantriebswelle 18 und eine Kriechgangabtriebswelle 19.
Ein mit der Eingangswelle 16 verbundenes Zahnrad 20 ist im normalen Fahrbetrieb über ein formschlüssiges
Verbindungselement in Form einer Schaltmuffe 21 mit einem Zahnrad 22 in Eingriff, das auf der Ausgangswelle
17 sitzt. Die Eingangswelle 16 und die Ausgangswelle 17
verlaufen koaxial. Wird die Schaltmuffe 21 in Richtung eines Pfeiles ρ 1 in die gestrichelte Stellung von F i g. 3
gebracht, so wird ein Kupplungseingriff mit einem Zahnrad 23 herbeigeführt, das koaxial auf der
Ausgangswelle 17 gelagert ist und mit einem Zahnrad 24 der Kriechgangabtriebswelle 19 in Eingriff steht Die
Schaltmuffe 21 ist mit einem zusätzlichen formschlüssigen Verbindungselement in Form einer zusätzlichen
Schaltmuffe 25 zu gemeinsamer Bewegung gekoppelt, weiche bei Bewegung gemäß dem Pfeil Pl einen
Kupplungseingriff zwischen dem Zahnrad 20 und einem koaxial auf der Eingangswelle 16 gelagerten Zahnrad 26
he-'^eiführt, wie dies im unteren Teil von Fig.3
gestrichelt veranschaulicht ist. Das Zahnrad 26 steht mit
einem Zahnrad 27 der Pumpenantriebswelle 18 in
Eingriff.
i» zusätzlichen Schaltmuffe 25 von Fig.3 treibt infolgedessen die Eingangswelle 16 über das Zahnrad 20, die
zusätzliche Schaltmuffe 25, das Zahnrad 26, das Zahnrad 27 und die Pumpenantriebswelle 18 die Hydraulikpumpe 12 an. Diese treibt ihrerseits über die in F i g. 3 nicht
gezeigte Hydraulikleitung 15 den Hydraulikmotor 13 an. Dieser treibt über die Kriechgangabtriebswelle 19, das
Zahnrad 24, das Zahnrad 23, die Schaltmuffe 21 und das Zahnrad 22 die Ausgangswelle 17 an, so daß also im
Ergebnis der Antrieb von der Eingangswelle 16 zu der
Ausgangswelle 17 nicht direkt, sondern über die
Hydraulikpumpe und den Hydraulikmotor 13 erfolgt. Die Pumpenantriebswelle 18 und die Kriechgangabtriebswelle 19 verlaufen exzentrisch zu der Eingangswelle 16 bzw. Ausgangswelle 17, was hinsichtlich der
räumlichen Unterbringung der Hydraulikpumpe 12 bzw. des Hydraulikmotors 13 an dem Fahrzeugrahmen 1
günstig ist. Obgleich dies in Fi g. 3 nicht veranschaulicht ist, sind die Pumpenantriebswelle 18 und die Kriechgangabtriebswelle 19 mit der Hydraulikpumpe 12 bzw.
jo dem Hydraulikmotor 13 über je eine zugeordnete
Gelenkwelle 28 (siehe F i g. 1) verbunden. Dies gilt auch für die Verbindung des Umschaltgetriebes 5 mit dem
Zapfwellenanschluß 14, der durch eine Gelenkwelle 29 bewirkt wird.
J5 Vorzugsweise ist die Hydraulikpumpe 12 so ausgelegt, daß das Drehzahlverhältnis dieser beiden Einheiten, das auch den Wert 1 haben kann, 1 : x(x größer 1)
übersetzend ausgebildet ist, während das Umschaltgetriebe 5 zwischen der Kriechgangabtriebswelle 19 und
der Ausgangswelle 17 1 :x langsamer übersetzt Dies hat den Vorteil, daß der Hydraulikmotor 13 ein auf die
Antriebselemente des Fahrzeuges abgestimmtes kleineres Drehmoment bringt, während er sonst überdimensioniert wäre.
Claims (5)
1. Hydraulische Kriechgang-Antriebsanordnung für ein einen Fahrzeugrahmen umfassendes Nutzfahrzeug
mit einer Brennkraftmaschine mit Hauptkupplung, mit einem mechanischen Wechselgetriebe
im Antriebsstrang zwischen der Hauptkupplung und dem mindestens zu einem Fahrzeugräderpaar
führenden Endantrieb und mit einem Umschaltgetriebe, das im Antriebsstrang in Reihe zum
Wechselgetriebe liegt und in seiner einen Schaltstellung einen direkten Durchtrieb von seiner Eingangswelle
zu seiner Ausgangswelle ergibt, während in seiner anderen Schaltstellung der direkte Durchtrieb
unterbrochen ist und die Eingangswelle mit einer zu einer Hydraulikpumpe führenden Pumpenantriebswelle
und die Ausgangswelle, liiit einer von einem
Hydraulikmotor kommenden Kriechgangabtriebswelle trieblich verbunden sind, sowie der Hydraulikmotor
von der Hydraulikpumpe hydraulisch antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Umschaltgetriebe (5) zwischen der Brennkraftmaschine (2) bzw. deren Hauptkupplung (3') und dem
mechanischen Wechselgetriebe (4) eingebaut ist und daß die Pumpenantriebswelle (18) sowie die
Kriechgangabtriebswelle (19) mit ihren Anschlußenden von der der Brennkraftmaschine (2) abgewandten
Seite des Umschaltgetriebes (5) weg verlaufen und mit der an einem tragenden Bauteil oder einem
mit diesem verbundenen Bauteil des Fahrzeugs befestigten Hydraulikpumpe (12) bzw. dem Hydraulikmotor
(13) verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (12) und der
Hydraulikmotor (13) in Fahrzeugquerrichtung gesehen im horizontalen Abstand etwa parallel zur
Fahrzueuglängsachse angebracht sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die
Pumpenantriebswelle (18) mit einem Ztpfwellenanschluß (14) nebst zugeordneter Zapfwelle-Schaltkupplung
verbunden ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (12) in bezug auf
den Hydraulikmotor (13) so ausgelegt ist, daß das Drehzahlverhältnis dieser beiden Einheiten
\ :x(x > \) übersetzend ausgebildet ist und daß das Umschaltgetriebe (5) zwischen der Kriechgangabtriebswelle
(19) und der Ausgangswelle (17) in an sich bekannter Weise 1 : χ langsamer übersetzend
ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußenden der Pumpenantriebswelle
(18) sowie der Kriechgarigabtriebswellc (19) über je eine Gelenkwelle (28) mit der am
Fahrzeugrahmen (1) befestigten Hydraulikpumpe (12) bzw. dem Hydraulikmotor (13) verbunden sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
8263 | Opposition against grant of a patent | ||
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: GRUEBLER, WALTER, DIPL.-ING., 8204 BRANNENBURG, DE |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |