DE2739830C2 - Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 24 12 562 ist ein derartiges Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge bekannt. Das Summierungsgetriebe besteht hierbei aus vier Planetenradsätzen mit zugeordneten Schaltgliedern und weist zwei Schaltbereiche innerhalb einer Lenkrichtung auf, wobei der erste Bereich rein hydrostatisch und der zweite Bereich hydrostatisch-mechanisch arbeitet Der während eines Lenkvorganges zu bewältigende Schaltablauf führt hierbei zu einer Instabilität und Lenkunsicherheit, da beim Übergang vom ersten zum zweiten Bereich jeweils ein Lenkkraftstoß auftritt Außerdem werden bei diesem Überlagerungslenkgetriebe bei Geradeausfahrt die Differenzmomente am hydrostatischen Getriebe abgestützt, so daß die unterschiedlichen Belastungen der beiden Ketten

ίο ständig auf dieses übertragen werden. Eine exakte Geradeausfahrt ist auf diese Weise nicht zu bewerkstelligen; die Lenkung ist vielmehr, den Widerständen entsprechend, ständig zu korrigieren. Auch müssen in dem hydrostatischen Getriebe die ebenfalls entsprechend den Widerständen auftretenden hohen Leckverluste ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überlagerungslenkgetriebe zu schaffen, das ein Höchstmaß an Lenkleistung aufweist und bei dem eine äußerst stabile Geradeausfahrt gewährleistet ist Außerdem soll das Getriebe einfach in seinem Aufbau sein, so daß bei kleinem Bauvolumen der erforderliche Bauaufwand gering gehalten werden kann und eine wirtschaftliche Fertigung zu verwirklichen ist

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst

Bei der Einrichtung zum Lenken von Vo'lkettenfahrzeugen mit Überlagerungslenkgetrieben nach der DE-AS 11 76 002 ist zwar das Wendegetriebe mit zwei Antriebskupplungen ausgestattet; ein hydrostatisches Getriebe sowie ein diesem zugeordnetes Summierungsgetriebe sind dort jedoch nicht vorgesehen. Auch können die beiden Kupplungen nicht gleichzeitig geschlossen werden, da sonst die gesamte Antriebsanlage blockiert wäre. Um eine stabile Geradeausfahrt zu ermöglichen, ist vielmehr eine zusätzliche Bremse erforderlich.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Überlagerungsgetriebe besteht somit aus einem als ein einziger Planetenradsatz ausgebildeten Summierungsgetriebe und einem stufenlos regelbaren hydrostatischen Getriebe mit Leistungsverzweigung als Lenkgetriebe. Die dem Fahrgetriebe der Triebachse zugcführte Fahrleistung wird hierbei von dem Lenkgetriebe, das unmittelbar von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird, in der Triebachse überlagert Die Lenkleistung wird dabei stufenlos dem jeweiligen Lenkradius entsprechend dosiert

Des weiteren ist auf diese Weis* eine hohe Lenkleistung gegeben, da bei Bedarf die volle Antriebsleistung dafür genutzt werden kann. Ein Lenken um die Hochachse, d. h. ein Drehen auf der Stelle, ist ohne großen Aufwand zu bewerkstelligen. Auch wird die lenkbedingte Verzögerungsleistung der geschobenen Kette der anderen Kette als Schubleistung zugeführt und geht somit nicht verloren.

Außer einer ermüdungsfreien Bedienung ist ferner von Vorteil, daß eine stabile Geradeausfahrt gewährleistet ist und daß die lenkbedingten Differenzleistungen keinen negativen Einfluß auf das Fahrgetriebe haben.

Dadurch ist gegenüber bekannten Lenkgetrieben nur eine etwa halb so große Getriebeeckleistung erforderlich; und dies wirkt sich wiederum günstig auf das Bauvolumen, das Gewicht sowie die Herstellkosten aus. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Bei Ausgestaltung des Lenkgetriebes nach Anspruch 4 wird erreicht, daß das hydrostatische Getriebe und das Summierungsgetriebe entlastet werden. Durch die Ausgestaltung nach

Anspruch5 ist für jede Lenkrichtung jeweils der gesamte Verstellbereich des hydrostatischen Getriebes nutzbar.

Alisführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert Hierbei zeigt

Fig.1 die aus einer Triebachse und einem dieser zugeordneten Lenkgetriebe bestehende Antriebsanlage eines Kettenfahrzeuges und

Fig.2 eine andersartige Ausgestaltung des Lenkgetriebes in der Antriebsanlage nach F i g. 1.

Die in. F i g. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Antriebsanlage eines Kettenfahrzeuges besteht aus einem Antriebsmotor 2, einem an dessen Abtriebswelle 3 angeschlossenen Fahrgetriebe 4 sowie einer mit :5 dessen Abtriebswelle 5 trieblich verbundenen Triebachse 6, der ein aus einem hydrostatischen Getriebe 11 und einem Summierungsgetriebe 21 zusammengesetztes Überlagerungslenkgetriebe zugeordnet ist Ober Seiiengetriebe 7 wird die Antriebsenergie den Kettenrädem 8 des Fahrzeuges zugeführt

Dem hydrostatischen Getriebe 11. das aus einer mittels des Lenkrades 14 des Fahrzeuges regelbaren Pumpe ί2 und einem Motor 13 zusammengesetzt ist wird die Antriebsenergie von der Abtriebswelle 3 des Antriebsmotors 2 über einen Antriebsstrang 16 zugeführt, der an eine Welle 15 angeschlossen ist Auf der Welle 15 ist ein Zahnrad 17 drehfest gelagert das mit einem, mit dem Antriebsglied der Pumpe 12 verbundenen Zahnrad 18 kämmt Außerdem steht die Welle 15 mit einem angetriebenen Glied des als Planetengetriebe ausgebildeten Summierungsgetriebes 21, und zwar mit dessen Hohlrad 23, das die erste Welle bildet, in Triebverbindung. Das antreibbare Sonnenrad 22 des Summierungsgetriebes 21 ist als zweite Welle über eine aus den Zahnrädern 19 und 20 gebildete Obersetzungsstufe an den hydrostatischen Motor 13 angeschlossen.

Dem Summierungsgetriebe 21 nachgeschaltet ist ein Wendegetriebe 31, durch das über Abtriebswellen 38 und 39 die Lenkleistung der Triebachse 6 zugeführt werden kann. Um dies zu bewerkstelligen, ist der die Planetenräder 24 tragende Steg 25 des Summierungsgetriebes 21 als dritte Welle mit einer Kupplungsglocke 26 zweier Schaltkupplungen 27 und 28 gekoppelt, mittels denen auf Wellen 33 bzw. 35 angeordnete Kegelräder 32 bzw. 34 mit dem Steg 25 verbindbar sind. Durch mit diesen in Eingriff stehende Kegelräder 36 bzw. 37 werden die Abtriebswellen 38 und 29 bei der Übertragung der Lenkleistung in zueinander gegenläu- so fige Umdrehungen versetzt

Die Triebachse 6 weist zwei Planetengetriebe 41 und 42 auf, die jeweils aus einem Sonnenrad 43 bzw. 44, Planetenrädern 45 bzw. 46 sowie einem diese tragenden Steg 47 bzw. 48 und einem gemeinsamen Kohlrad 49 bestehen. Über ein Kegelradpaar 50 und 51 steht das Hohlrad 49 mit der Abtriebswelle 5 des Fahrgetriebes 4 in Triebverbindung. Der Antrieb von den Planetengetrieben 41 und 42 erfolgt über die mit dsn Stegen 47 bzw. 48 fest verbundenen Abtriebswellen 52 und 53, durch die die Antriebsleistung den Seitengetrieben 7 zugeleitet wird. Und zur Verbindung der Abtriebswellen 38 und 39 mit den Planetengetrieben 41 und 42 sind deren Sonnenräder 43 bzw. 44 mit Zahnrädern 55 bzw. 57 verbunden, die mit auf den Abtriebswellen 38 und 39 angeordneten Zahnrädern 54 bzw. 56 in Eingriff sind.

Bei der Antriebsanlage 1 erfolgt der Antrieb der Triebachse 6 über die Abtriebswelle 5 vom Fahrgetriebe 4 aus, wobei dessen Drehzahl die Fahrgeschwindigkeit bestimmt Die Leistung fließt hierbei über die Kegelräder 50 und 51 auf das gemeinsame Hohlrad 49 der beiden Planetengetriebe 41 und 42 und teilt sich auf die beiden Stege 47 und 48, die mit den Abtriebswellen 52 bzw. 53 verbunden sind.

Bei Geradeausfahrt stehen die Abtriebswellen 38 und 39 und somit auch die mit diesen trieblich verbundenen Sonnenräder 43 und 44 stiiL Dies bedeutet daß die Stege 47 und 48 sowie die Abtriebsweüen 52 und 53 gleiche Drehzahlen aufweisen, so daß das Fahrzeug in Geradeausfahrt gehalten wird.

Zum Lenken ist eine dem erforderlichen Lenkradius entsprechende Differenzdrehzahl zwischen den beiden Abtriebswellen 52 und 53 erforderlich. Dies wird durch eine Drehzahlüberlagerung in den Planetengetrieben 41 und 42 durch die beiden Sonnenräder 43 und 44 bewerkstelligt und zwar mittels des aus dem hydrostatischen Getriebe 11 und dem Summierungsgetriebe 21 bestehenden Lenkgetriebes.

Bei einem Lenkvorgang haben die Sonnenräder 43 und 44 stets gegenläufige Drehricfitungen. Die Größe des Lenkradius bestimmt das Drehzahlverhältnis zwischen der Abtriebswelle 5 und der Abtriebsdrehzahl des Lenkgetriebes, die über das Wendegetriebe 31 und die diesem nachgeschalteten Triebetemente auf die Planetengetriebe 41 und 42 übertragen werden.

Ist der Fahrantrieb ausgeschaltet — Abtriebswelle 5 steht — ist ein Wenden um die Hochachse möglich. Die Wendegeschwindigkeit ist von der Größe des Lenkausschlages, d. h. von der Abtriebsdrehzahl des Lenkgetriebes, abhängig.

Zur Funktion des hydrostatisch-mechanischen Lenkgetriebes:

Der Antrieb erfolgt in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors 2 über die Welle 15. Mittels der Zahnräder 17 und 18 wird die Eingangsleistung in den hydraulischen Zweig abgezweigt, der über die Pumpe 12 und den Motor 13 sowie die Zahnräder 19 und 20 über das Sonnenrad 22 in das Summierungsgetriebe 21 einfließt Der mechanische Leistungszweig besteht aus der Welle 15 und dem Hohlrad 23. Beide Leistungszweige — hydraulischer und mechanischer — vereinigen sich am Steg 25 des Summierungsgetriebes 21 und gelangen gemeinsam zur Kupplungsglocke 26, von der aus sie je nach Lenkrichtung die Schaltkupplungen 27 und 28 antreiben.

Zum Leistungsverhalten des Lenkgetriebes:
Bei stehendem Lenkgetriebeabtrieb ist die hydrostatische Pumpe 12 auf maximales negatives Verdrängungsvolumen eingestellt, so daß der Motor 13 seine maximale negative Betriebsdrehzahl in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors 2 erbringen kann. Die Übersetzungen in der Übersetzungsstufe 19,20 und in dem Summierungsgetriebe 21 sind hierbei derart abgestimmt, daß bei dieser Stellung der Lenkgetriebeantrieb — Steg 25 und Kupplungsglocke 26 — steht

Für jede Lenkrichtung steht nun jeweils der volle negative und positive Verstellbereich der Pumpe 12 und somit der volle negative und positive Drehzahlbereich des hydrostatischen Motors 13 zur Verfügung; dies bedeutet gegenüber den bekannten Getrieben dieser Art eine Verdoppelung der übertragbaren Lenkleistung.

Durch die hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigung wird als weiterer Vorteil, insbesondere im Bereich der hohen Lenkbeanspruchung, durch den relativ hohen mechanischen Leistungsanteil und somit geringen hydraulischen Leistungsanteil der Wirkungs-

grad wesentlich verbessert In der Praxis treten nämlich hohe Lenkmomente bei Lenkbeginn oder im unteren Lenkbereich, in dem theoretisch die negative hydraulische Leistung am größten ist, nicht bzw. nur bei äußerst schwierigen Umständen auf. Bezogen auf den typischen Einsatz, z. B. bei einer Planierraupe, liegt der hydraulische Leistungsanteil nicht über 30%.

Die unterschiedlichen Zugkräfte beider Gleisketten infolge unterschiedlicher Bodenwiderstände bei Hangfahrt, Bondenunebenheit usw. führen zu erheblichen Differenz- und Verspannungskräften innerhalb des Lenksystems. Bei Geradeausfahrt sind zu diesem Zweck die beiden Kupplungen 27 und 28 geschlossen, um diese Kräfte aufzufangen. Dadurch bleiben das hydrostatische Getriebe 11 sowie das Summierungsgetriebe 21 davon unberührt und es wird eine sichere und stabile Geradeausfahrt gewährleistet.

Bei der Ausgestaltung gemäß F i g. 2 ist die Triebachse 6 in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ausgebildet Die Lenkleistung wird hierbei von dem aus einem hydrostatischen Getriebe 61 und einem diesem nachgeschalteten Summierungsgetriebe 71 gebildeten Überlagerungslenkgetriebe über das Wendegetriebe 31 der Triebachse 6 und mittels dieser den Kettenrädern 8 des Fahrzeuges zugeleitet

Das aus einer Pumpe 62 und einem Motor 63 gebildete hydrostatische Getriebe 61 ist über eine Welle 64 unmittelbar an den nicht dargestellten Fahrzeugmotor angeschlossen und somit in Abhängigkeit von dessen Drehzahl antreibbar. Und mittels einer die verstellbare Pumpe 62 durchgreifenden Welle 64' ist mechanisch das Sonnenrad 72 des Summierungsgetriebes 71 antreibbar. Die hydraulische Leistungsverzweigung erfolgt von dem hydrostatischen Motor 63 über dessen Abtriebswelle 65 und die Zahnräder 66 und 67 auf das Hohlrad 73 des Summierungsgetriebes 71, so daß in diesem wiederum die Lenkleistung zusammengefaßt und von den Planetenrädern 74, die fest mit einer Kupplungs-

ts' glocke 75, die den Steg des Summierungsgetriebes 71 bildet, verbunden sind, auf Schaltkupplungen 76 und 77 übertragen werden kann. Mittels Wellen 78 und 79 stehen die Schaltkupplungen 76 und 77 mit dem Wendegetriebe 31 in Triebverbindung. '

Die Übertragung der Antriebsleistung und auch der Lenkleistung erfolgt bei der Ausgestaltung nach F i g. 2 in gleicher Weise wie bei der Antriebsanlage gemäß Fig. 1. Lediglich die Lenkgetriebe sind unterschiedlich ausgebildet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge, bestehend aus einer mit zwei Planetengetrieben versehenen Triebachse und einem mit einem Antriebsmotor verbundenen, aus Pumpe und Motor gebildeten, stufenlos regelbaren hydrostatischen Getriebe, dem ein als Planetengetriebe ausgeführtes Summierungsgetriebe zugeordnet ist, von dem eine erste Welle unmittelbar mit dem Antriebsmotor und der Pumpe des hydrostatischen Getriebes, eine zweite Welle mit dem Motor des hydrostatischen Getriebes und eine dritte Welle mit dem Planetengetriebe der Triebachse in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Summierungsgetriebe (21) als ein einziger Planetenradsatz ausgebildet ist und daß die Verbindung der dritten Welle (Steg 25) des Summierungsgetriebes (21) mit den Planetengetrieben (41 und 42) der Triebachse (6) durch zwei Schaltkupplungen (27 und 28) und ein Wendegetriebe (31) erfolgt

2. Überlagerungslenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Summierungsgetriebe (21) nachgeschaltete Wendegetriebe (31) als Kegelradgetriebe ausgebildet ist

3. Überlagerungslenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswellen (38 und 39) des Wendegetriebes (31) jeweils mit einem Sonnenrad (43; 44) der Planetengetriebe (41 und 42) der Triebachse (6) in Triebverbindung stehen.

4. Überlagerungslenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die dritte Welle (Steg 25) des Summierungsgetriebes (21) mit dem Wendegetriebe (31) verbindenden Schaltkupplungen (27 und 26) zur Stabilisierung bei Geradeausfahrt gemeinsam zu schließen sind.

5. Überlagerungslenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) des hydrostatischen Getriebes (U) bei Geradeausfahrt auf das maximale Fördervolumen eingestellt ist

6. Überlagerungslenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (13) des hydrostatischen Getriebes (11) über eine Übersetzungsstufe (Zahnräder 19 und 20) mit einem der antreibbaren Glieder des Summierungsgetriebes (21), vorzugsweise mit dem Sonnenrad (22), trieblich verbunden ist.

7. Überlagerungslenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungen des Summierungsgetriebes (21) und der Übersetzungsstufe (Zahnräder 19 und 20) derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei Geradeausfahrt die dritte Welle (Steg 25) des Summierungsgetriebes (21) stillsteht.