DE2931969A1

DE2931969A1 - Mischtrommelantrieb

Info

Publication number: DE2931969A1
Application number: DE19792931969
Authority: DE
Inventors: Manfred Fischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1981-02-19
Also published as: IT1154073B; FR2462930A1; PL226100A1; JPS5628810A; FR2462930B1; DE2931969C2; JPH0338088B2; GB2058594A; IT8046875A1; US4362390A; GB2058594B; PL128052B1; IT8046875A0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft Antriebseinheiten für Transportmischer, wie sie insbesondere für sogenannten Pertigbeton verwendet werden. Solche Antriebe bestehen vorzugsweise aus einem hydraulischen Antriebsmotor, der auf das Getriebe am Stützbock der Mischtrommel einwirkt und von einer ölpumpe versorgtwird, die vorzugsweise vom Pahrzeugmotor angetrieben wird. Der hydraulische Kreislauf erfordert einen ölkühler, der nach den bis heute bekannten Ausführungen unabhängig von Motor, Getriebe oder Pumpe angeordnet wird. Der zur Intensivierung des Wärmeaustausches in diesem Kühler gebräuchlich gewordene Ventilator wird nach dem neueren Stand der Technik durch einen Nebenabtrieb vom eigentlichen Trommelantrieb angetrieben (P 29 04 107.4). Die ölkühlvorrichtung bestand bisher aus einem konventionellen Wärmetauscher, durch welchen das öl entweder per Umwälzpumpe oder durch Thermo-Syphonwirkung umgewälzt wurde. Zur Verbesserung der Kühlleistung war der ölstrom hier in viele Teilströme, welche durch dünnwandige Röhrchen oder Taschen geführt wurden, verzweigt. Der Luftstrom des Ventilators umströmte die Wärmeaustausch-Oberflächen außen und konnte anschließend bei entsprechender Blase-Richtung noch den Außenmantel des Getriebegehäuses anblasen. Wenngleich diese Anordnung und verschiedene Abwandlungen davon sich zunächst im praktischen Einsatz brauchbar erwiesen, so ergaben sich dennoch über längere Betriebszeiten verschiedene Schwierigkeiten. Zunächst erwies es sich als ein erhebliches Problem,

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die Kühlleistung des Wärmeaustauschers auch im rauhen, staubigen und mit Zementablagerungen verbundenen Baustelleneinsatz sicherzustellen. Die dünnwandigen Wärmetauscherflachen wurden bei Versuchen zur intensiven Reinigung leicht beschädigt und durch ungenügend gekühltes öl ergaben sich Funktions- und Förderprobleme. Obwohl man ohnehin zur Schmierung der mechanischen Getriebe-Elemente eine getrennte Tauchschmierung im hinteren Getriebegehäuseteil vorgesehen hatte, welche nicht an den gleichen Kühlkreislauf angeschlossen wurde, befriedigten die Langzeit-Betriebsergebnisse, insbesondere bei weniger sorgfältig gepflegten Fahrzeugen, nicht. Einer Intensivierung der ölumwälzung und der Luftkühlungsleistung standen auch Energieeinsparungsüberlegungen im Wege. Die erschwerte Erreichbarkeit und Inspizierbarkeit der Ölkühleroberflächen für den Fahrzeugführer bzw. dessen Aufsicht stellt eine zusätzliche Störungsursache dar. Hinzu kam die Erschwernis der ölhaushalt-Kontrolle durch die ölseitige Trennung des mechanischen Getriebeteiles und der davon bisher gänzlich separaten Hydrauliköl-Omwälzanlage. Da für beide Zwecke auch noch unterschiedliche ölsorten vorgeschrieben waren, kam es leicht zu Verwechslungen und zur Unterlassung von sorgfältiger FüllStandkontrolle beider ölhaushalte.

Aufgabe der Erfindung nach Anspruch 1 ist es daher, einen Mischtrommelantrieb zu schaffen, bei dem nicht nur die unvermeidbare Verschmutzung der außengelegenen Teile vermindert, sondern auch deren Reinigung und Inspizierbarkeit verbessert

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wird. Weiterhin soll der Wartungs- und Pflegeaufwand für solche Antriebe günstiger werden. Schließlich soll die Beschädigungsgefahr für die Kühlvorrichtung durch Reinigungsarbeiten und unvorhersehbare Kräfteeinwirkungen von außen vermindert und der Energieaufwand zur ölumwälzung durch den Kühler gesenkt werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Mit dem Mischtrommelantrieb nach der Erfindung wird erreicht, daß eine separate und gestaltungsbedingt sowohl beschädigungsals auch verschmutzungsempfindliche Kühlvorrichtung, welche unabhängig vom Getriebegehäuse anzuordnen und auch erschütterungsfest zu verankern war, vermieden werden kann. Weiterhin wird erreicht, daß die Luftanblasung des Ventilators nun mit höchsterreichbarer Temperaturdifferenz unmittelbar auf die heißen Außenflächen des Getriebegehäuses, welches innen vom stark bewegten öl angespült wird, angeblasen werden können. Außerdem wird erreicht, daß die wichtigsten Wärmeaustauschflächen nunmehr durch eine leicht lösbare bzw. entfernbare Abdeckung der Reinigung und Inspektion nahezu vollständig zugänglich werden. Das rechtzeitige Abspülen dieser Flächen mit einem Minimum an Wasserverbrauch bei ungemindertem Spritzdruck ist eine weitere erhebliche Bedienungsund Wartungserlexchterung und führt indirekt zu einer Verbesserung der Schmier- und Antriebsfunktionen des Getriebes auch über längere Einsatzzeiträume. Die Zusammenlegung der ölversor-

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gung für hydrostatischen und mechanischen Teil über einen gemeinsamen Vorlagebehälter der ölpumpe stellt nicht nur eine Verbesserung der Wartungs- und Kontrollbedingungen des ölhaushaltes dar, sondern erleichtert auch die wirksame Kontrolle der wesentlichen Getriebetemperaturen. Der Verzicht auf eine gesonderte ölumwälzbewegung an den Innenflächen eines stark verästelten ölkühlers und die Zusammenfassung der zu kühlenden ölabflüsse vom Hydromotor und dem mechanischen Getriebeteil in einem an der Innenseite des Getriebegehäusemantels entlangströmenden, vorzugsweise entgegen der Hauptrichtung des Kühlluftstrmes und in Richtung des Beruhigungsraumes als spiralförmig rotierender, flacher Sammelstrom entlang der außen mit Kühlrippen versehenen Getriebegehäusewand schützt nunmehr auch die mit den bisherigen Ausführungen von Mischerantrieben weniger intensiv gekühlten Teile des Gesamtaggregates. Die Intensität der Kühlung durch die Ventilatorluft wird hier außerdem durch die Wasserabspülung beim regelmäßigen Abspritzen nach einer Befüllung bzw. Entleerung der Mischertrommel durch die Verdunstungskühlungswirkung des Wasserfilraes noch erheblich unterstützt. In Sonderfällen, beispielsweise bei Stoßeinsatz, Maximalfüllung der Trommel, heißer Witterung usw., könnte hier sogar zur Kühlungsintensivierung auf einfache Weise eine leichte, ständige Wasserberieselung auf dem Getriebegehäuse im Zusammenwirken mit der Luftkühlung hervorragende zusätzliche Kühleffekte bewirken. Da mit der erfindungsgemäßen Antriebsausführung nun keine Kühlvorrichtung, die separat befestigt und verankert bzw. evtl. sogar durch separate

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Leitungsanschlüsse zu versorgende Kühlvorrichtung mehr erforderlich ist, wird die Robustheit des Aggregates und Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen und Stöße aus dem Fahr- und Transportbetrieb weiter verbessert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Zusammenführung des Öles nach weitestgehender Entlüftung und Abkühlung unter Vermeidung von lokalen Zweigströmen, die einer Überhitzungsgefahr ausgesetzt sind, erfolgen kann. Weiterhin wird hiermit erreicht, daß der Wärmedurchgang durch die Wand des Getriebegehäuses, insbesondere an den Stellen mit den höchsten öltemperaturen, bei minimalem Gesamtenergieaufwand auf eine hohe Leistung kommen kann.

Mit der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß die leicht abnehmbaren bzw. zu öffnenden Verkleidungsteile des Kühlluftstromes, welche auf der Höhe des Ventilatorflügels als ständige Berührungsschutzvorrichtung dienen können, auch bei gelegentlich einmal niedrigen Ventilator-Drehzahlen eine ausreichende Wärmeabfuhr vom Getriebegehäuse-Außenmantel bewirken.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 ergibt den Vorteil einer besonders wirksamen Beruhigung des heißen Öles. Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird bewirkt, daß die Beruhigung des ölstromes durch Lufteinschlüsse nur unwesentlich beeinträchtigt werden kann und daß die Hydromotorgeräusche wirksam durch den ihn umgebenden ölmantel gedämmt werden können.

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Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird erreicht, daß die Kühlwirkung sich primär auf die Bereiche hohen Wärmeanfalles konzentriert, nämlich auf den aus dem Hydromotor und seiner Laterne austretenden Druckmittelstrom unter verhältnismäßig intensiver Absperrung gegen eine verfrühte Einmischung von Anteilen aus dem mechanischen Getriebeteil. Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 hat die Vorteile besten Wärmetausches, minimalen Gewichtes und geringer Korrosionsgefahr bei leichter Reinigungsmöglichkeit. Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 können nunmehr diese Getriebegehäuse auf besonders gewichtssparende und fertigungsgünstige sowie auch korrosionshindernde und nicht zuletzt pflegeerleichternde Weise gefertigt werden. Eine wärmedurchgangshinderliche Oberflächenbeschichtung ist dadurch ebenfalls nicht mehr erforderlich und die Beschädigungsgefahr der Wärmeaustauschflächen trotz deren relativer Dünnwandigkeit gering. Nach Anspruch 9 ist noch eine besonders starke Kühlwirkung unter gleichzeitiger Oberflächenreinigung durch zusätzliche Wasserberieselung bei Spitzenbelastung einstellbar.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung ist eine Darstellung, die den prinzipiellen Aufbau des Mischtrommelantriebes verdeutlicht.

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Auf dem Fahrgestell 1 ist zwischen dem Fahrerhaus 2 und der Mischtrommel 3 unter dem Wassertank 4 das Getriebegehäuse 5 durch eine am Getriebe-Hinterteil 6 angeordnete Getriebe-Konsole 7 befestigt. Aus dem Getriebegehäuse 5 ragt abtriebsseitig der Getriebe-Anschlußflansch 8 zum Antrieb der Mischtrommel 3 heraus. Das Getriebegehäuse 5 ist mit dem Getriebevorderteil 9 vorzugsweise über einen Getriebe-Zwischenflansch derart lösbar befestigt, daß eine Entfernung von der Konsole bei Auswechselung oder Reparatur von hierin befindlichen Bauelementen nicht notwendig ist. Im Inneren des Getriebegehäuses 5 befinden sich vorzugsweise abtriebsseitig der mechanische Getriebeteil 11 und antriebsseitig der hydrostatische Getriebeteil 12. Je nach Erfordernissen können im mechanischen Getriebeteil 11 mehrere Übersetzungsstufen 13, beispielsweise durch Planeten- und Vorgelegegetriebe sowie die Stützlagerung der Mischtrommel selbst, angeordnet sein. Der Hydromotor 14, der diesen Obersetzungsstufen 13 vorgeordnet ist und im wesentlichen aus einer Schrägscheibe 15, einem Rotor 16 sowie den Axialkolben 17 und dem Stator 18 besteht, ist mit dem größeren Teil seiner Länge derart in der Einbaulaterne 19 angeordnet, daß er bei normalem Ulstand im Getriebe vollständig von öl umgeben sein kann. Seinem, sich in das Getriebegehäuse 5 ^besetzenden Hauptabtrieb 20 gegenüber und ins Freie austretend angeordnet, ist der Nebenabtrieb 21 für den Ventilator sowie im Bedarfsfalle auch eine Wasserpumpe (hier nicht gezeichnet) . Der Ventilator 22 ist an seinem Umfang umgeben von der Luftleitvorrichtung 23 und hat auf der dem Getriebe gegen-

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überliegenden Seite einen Berührungsschutz 24 in Form eines Drahtgitters oder dergleichen. Halterungen 25, welche als Leitring Strömungslenkungsaufgaben mitübernehmen können, tragen die Luftleitvorrichtung 23 und stützen diese auf die Kühlflächen 26 ab, wo sie an Kühlrippen 27 befestigt sind. Klappscharniere oder leicht demontable Anhängevorrichtungen ermöglichen die zumindest vorübergehende Entfernung der Luftleitvorrichtung 23 im Bereich der Kühlflächen 26 bzw. Kühlrippen 27 zu Reinigungszwecken. Die Ausbildung der Kühlflächen 26, welche in Doppelfunktion auch ein Teil des Getriebegehäuses 5 sind, kann für Sonderfälle (Spitzenlast, Tropenverhältnisse usw.) auch mit Kühlkanälen 28 für eine zusätzliche Wasserkühlung ausgerüstet sein. Der Oberlauf 29 der Einbaulaterne 19 ist an höchstgelegener Stelle derselben angeordnet. Stützwände 30, welche die Einbaulaterne 19 radial mit der Innenwand des Getriebegehäuses 5 verbinden, stellen einen Beruhigungsraum 31 für das abströmende Druckmittel dar. Eine Umlenkwand 32, welche quer zur Antriebsachse und unterhalb derselben im Getriebegehäuse zwischen dem Hydromotor 14 und der ersten Übersetzungsstufe 13 angeordnet ist, begrenzt den Beruhigungsraum 31 bis auf einen relativ schmalen Zuströmquerschnitt von oben gegen das aus dem mechanischen Getriebeteil nach unten fließenden Arbeitsmedium. Der Druckmittelablauf ist an tiefster Stelle des Beruhigungsraumes 31 angeordnet, führt zur Pumpe 34 und von dort wieder zum Druckmittelzulauf an der außerhalb des Getriebegehäuses 5 gelegenen Stirnplatte des Hydromotors 14. Falls eine zusätzliche Wasserkühlung gewünscht ist, muß noch ein Wasserumlauf 36 angeschlossen

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Arbeitsweise

Um den Anforderungen des Misch- und Transport-Betriebes gerecht werden zu können, muß der Antrieb sowohl vorwärts als auch rückwärts funktionieren können. Eine, von der Mischtrommelbauweise her bestimmte Drehrichtung führt zur höheren Belastung des Getriebes und damit zur stärkeren Erwärmung. Für diesen Betriebsfall muß der Ventilator 22 sowie die Luftleitvorrichtung 23 optimal ausgelegt sein. Dazu erfolgt vorzugsweise die Anblasung der Kühlflächen 26 in Richtung der Mischtrommel 3. Die Ansaugung aus dem Windstaubereich des Fahrerhauses 2 und die Bestreichung der Kühlflächen 26 mit Luft im Gegenstrom zum erwärmten öl begünstigt einen intensiven Wärmeaustausch. Die Reinigung ist durch die wegklappbare Luftleitvorrichtung 23 einfach. Die Beschädxgungsgefahr der ölführenden Bauteile ist minimal. - Selbstverständlich lassen sich die erfindungsgemäßen Betriebsvorteile sinngemäß auch erreichen, wenn der Ventilator nicht über den Hydromotor, sondern z. B. elektrisch oder rein mechanisch angetrieben wird oder (z. B. in sehr kalten Gegenden) überhaupt entfallen kann.

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Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

MischtrommeIantrieb

Patentansprüche

Mischtrommelantrieb, insbesondere für Transportbeton-Fahrzeuge, mit einem hydrostatisch-mechanischen Getriebe, einem Druckmittelumlauf, einer Pumpe, einem Vorlagetank, einem Hydromotor mit Hauptabtrieb zu einem mechanischen Getriebeteil und einem Nebenabtrieb,
gekennzeichnet durch die Merkmale:

das Schmiermittel des mechanischen Getriebeteiles (11) ist gleichzeitig Betriebsmittel des hydrostatischen Getriebeteiles (12);

- das Getriebegehäuse (5) für den mechanischen Getriebeteil (11) bildet einen Beruhigungsraum (31) für das öl;

die Kühlvorrichtung besteht nur aus Kühlrippen (27), die am Getriebegehäuse (5) angeordnet und durch vom Ventilator (22) intensivierte Luftströmung beaufschlagbar sind.

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2. Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung von Strömungslenkungselementen (29, 30, 31, 32, 33), die das aus dem Hydromotor (14) abfließende öl auf die Innenwand des Getriebegehäuses (5) leitet.
3. Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine über den Kühlrippen (26) leicht entfernbare Luftleitvorrichtung (23) auf der dem Getriebegehäuse (5) zugewandten Seite des Ventilators (22).
4. Mischtrommelantrieb nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anordnung des Beruhigungsraumes (31) für die zusammenfließenden Druckmittel-Teilströme aus beiden Getriebeteilen (11, 12) unterhalb des Hydromotors (14) im Inneren des Getriebegehäuses (5) .
5. Mischtrommelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einbaulaterne (19) des Hydromotors (14) mit obenliegendem Oberlauf (29) und seitlich nach unten gerichteten Stützwänden (30), die in das Getriebegehäuse (5) übergehen und im oberen Bereich Entlüftungsöffnungen haben.

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6. Mischtrommelantrieb nach Anspruch 4 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens eine Umlenkwand (32) für das aus dem mechanischen Getriebeteil (11) abfließende Druckmittel vor dem Beruhigungsraum (31)t welche an ihren Seiten im wesentlichen öffnungslos am Getriebegehäuse (5) anstößt, abtriebsseitig als Schaumschutz dem Hydraulikmotor (14) vorgeordnet ist und eine tiefliegende Auslauföffnung zum Beruhigungsraum (31) aufweist.
7. Mischtrommelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Getriebegehäuse (5), von dem mindestens das mit Kühlrippen (27) versehene Vorderteil (9) aus Aluminium hergestellt ist.
8. Mischtrommelantrieb nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine druckgußgerechte Formgebung des Getriebegehäuses (5) bzw. von Teilen desselben.
9. Mischtrommelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Kühlflächen (26), welche mit Kanälen (28) durchsetzt und an eine Wasserkühlung anschließbar sind, die mit dem Wassertank (4) der Mischtrommel (3) in Verbindung steht.

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10. Mischtrommelantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch Halterungen (25) der Luftleitvorrichtung (23), die am Getriebegehäuse (5) befestigt und als Leitkranz dem Ventilator (22) getriebeseitig vorgeordnet sind.

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