DE3224968A1

DE3224968A1 - Hydrostatic crawling-speed drive arrangement for commercial vehicles

Info

Publication number: DE3224968A1
Application number: DE19823224968
Authority: DE
Inventors: Helmut 7990 Friedrichshafen Eymüller; Egon Mann; Siegfried 7900 Friedrichshafen Stützle
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1982-07-03
Filing date: 1982-07-03
Publication date: 1984-01-05
Also published as: IT1163376B; IT8321131A0

Abstract

The subject of the application is a change-over gear (4) for the crawling-speed mode, which is mounted directly on a change gear (3). This avoids the need for a separate closing cover for the change gear (3), and the entire engine unit (1, 2, 3, 4) has a very short axial constructional length. The crawling-speed drive takes place hydrostatically by means of a hydraulic pump (5) and a hydraulic motor (6). The pump and motor form a constructional unit with the change-over gear (4), so that the latter can be fitted subsequently at a low outlay in terms of construction and cost. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kriechgang-Antriebsanordnung für The invention relates to a creeper drive assembly for

Nutzfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Commercial vehicles according to the preamble of claim 1.

Für als Geräteträger dienende Lkw oder für Kehrmaschinen werden bei Kriechgang-Geschwindigkeiten, unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit, konstante Zapfwellenleistungen gefordert. Desgleichen sind für Fahrzeuge, die im n Stop and Go"-Betrieb eingesetzt werden, Kriechgang-Geschwindigkeiten von Vorteil. Bei solchen Fahrzeugen müssen vom Fahrantrieb folgende wesentliche Bedingungen erfüllt werden: - Kriechgang-Fahrten bis ca. 40 km/h im Arbeitseinsatz mit den Zusatzgeräten, 1 - Normalfahrt bis ca. 90 km/h zur Überwindung größerer Entfernungen. For trucks that are used as equipment carriers or for road sweepers, Creeper speeds, independent of the driving speed, constant PTO power required. The same applies to vehicles that are in the n stop and Go "operation are used, crawler speeds are an advantage Vehicles must meet the following essential conditions for the drive system: - Creep speeds up to approx. 40 km / h when working with the additional devices, 1 - Normal travel up to approx. 90 km / h to cover longer distances.

Derartige Fahrzeuge arbeiten im ständigen Geschwindigkeitsrhythmuswechsel. Um die aufgezeigte Forderung zu erfüllen, ist es z. B. aus der DE-OS 23 13 784 bekannt, der aus Antriebsmotor, Hauptkupplung und Schaltgetriebe bestehenden Triebwerkskette ein Umschaltgetriebe mit einer Kriechgang-Antriebsanordnung nachzuschalten. Hierzu ist ein kcmbinirler, mechanisch-hydrostatischer Antrieb mit einer Hydropumpe und einem Hydromotor vorgesehen. Der hydrostatische Antrieb ermöglicht das stufenlosen Fahren im unteren Geschwindigkeitsbereich, z. B. beim Einsatz des Fahrzeugs im Kehrbetrieb. Zur Umgehung des hydrostatischen Antriebs wird das Umschaltgetriebe auf direkten Durchtrieb (Normalfahrt) geschaltet, wobei nur in den Gängen des Wechselgetriebes gefahren wird. - In dieser bekannten Anordnung ist das Umschaltgetriebe an einer geeigneten Stelle des Fahrgestells befestigt, so daß zur Verbindung der Eingangswelle des Umschaltgetriebes mit dem Wechsel getriebe eine Gelenkwelle vorgesehen werden muß. Daraus ergibt sich für die gesamte Triebwerkskette eine beträchtliche Baulänge. Die von der Ausgangswelle des Umschaltgetriebes zur Hinterachse geführte Gelenkwelle arbeitet daher mit ungünstigen Beugungswinkeln. Hinzu kommt, daß auch die Hydropumpe und der Hydromotor über gesonderte Antriebswellen und Flansche an das Umschaltgetriebe angeschlossen sind. Dies erfordert für die beiden hydrostatischen Bauteile zusätzliche Befestigungspunkte zum Fahrgestell. Such vehicles work in constant speed changes. To meet the requirement shown, it is z. B. from DE-OS 23 13 784 known, the drive chain consisting of the drive motor, main clutch and gearbox a shift transmission with a creeper drive arrangement to be connected downstream. For this is a kcmbinirler, mechanical-hydrostatic drive with a hydraulic pump and a hydraulic motor is provided. The hydrostatic drive enables stepless Driving in the lower speed range, e.g. B. when using the vehicle in sweeping operations. To bypass the hydrostatic drive, the gearbox is switched to direct Through drive (normal drive) switched, with only in the gears of the gearbox is driven. - In this known arrangement, the gearbox is on one attached to a suitable point of the chassis so that for connection of the input shaft the changeover gear with the change gear a cardan shaft are provided got to. This results in a considerable length for the entire engine chain. The cardan shaft from the output shaft of the gearbox to the rear axle therefore works with unfavorable diffraction angles. In addition, there is also the hydraulic pump and the hydraulic motor via separate Drive shafts and flanges the gearbox are connected. This requires hydrostatic for both Components additional fastening points to the chassis.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demzufolge darin, das Umschaltgetriebe möglichst raumsparend im Fahrzeug unterzubringen, ohne daß ein Eingriff in die Serien-Fahrgestelle nötig ist. Das Umschaltgetriebe soll dabei, z. B. für Fahrzeuge, die als Geräteträger dienen, ohne großen Arbeits- und Herstellungsaufwand nachrüstbar und im Falle eines späteren Fahrzeugverkaufs bei Nutzung als Lkw zurückrüstbar sein. Schließlich sollen alle Funktionen eines derartigen Umschaltgetriebes mit Zapfwelle vorne und hinten beibehalten werden können, ohne daß einerseits die Einbauhöhe des Schaltgetriebes und andererseits das durch die Antriebsmaschine bestimmte Maß der Bodenfreiheit überschritten wird. The object of the invention is therefore to change the gearbox To be accommodated in the vehicle as space-saving as possible without interfering with the series chassis is necessary. The changeover gear should, for. B. for vehicles that are used as equipment carriers serve, can be retrofitted without great labor and manufacturing effort and in the case of a Later vehicle sales can be retrofitted when used as a truck. After all, supposed to all functions of such a gearbox with PTO front and rear can be maintained without, on the one hand, the installation height of the gearbox and on the other hand the amount of ground clearance determined by the prime mover is exceeded.

Ausgehend von der im Oberbegriff erwähnten Anordnung ist diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. This task is based on the arrangement mentioned in the preamble solved by the characterizing part of claim 1.

Nach der Erfindung ist das Umschaltgetriebe unmittelbar an das Wechsel getriebe angebaut, so daß der Abschlußdeckel des Wechselgetriebes entfallen kann. Außerdem sind die Pumpe und der Motor des hydrostatischen Antriebs mit dem Umschaltgetriebe zu einer Baueinheit vereinigt. Diese Anordnung ermöglicht einen kompakten Triebwerksblock, der auf einfache Weise zwischen den Rahmenträgern des Fahrzeugs unterzubringen ist. Da das Umschaltgetriebe in seiner Bauhöhe nicht über das Wechselgetriebe hinausragt, bleibt oberhalb des Rahmens eine durchgehende, flache Auflagefläche erhalten, die keine Einschränkung am Aufbau erforderlich macht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch den unmittelbaren Anbau des Umschaltgetriebes an das Wechsel getriebe eine separate Befestigung am Rahmen entfällt. Durch die sich aus dieser Anordnung ergebende kurze Baulänge kann zwischen dem Umschaltgetriebe und der Hinterachse eine Gelenkwelle mit geringen Beugungswinkeln verwendet werden. Durch die Vereinigung von Hydropumpe und Hydromotor mit dem Umschaltgetriebe ist es möglich, stationäre Leitungen oder dikanäle zu verlegen. Die öl führungen sind kurz, so daß die g t.raulischen Verluste nur gering sind. Schließlich können auch e normalerweise nötigen Wellen vom Umschaltgetriebe zur Hydropumpe bzw. zum Hydromotor entfallen. Hieraus ergibt sich ein bekrächtlich verringerter Bau- und Gewichtsaufwand bei gleichzeitiger Wirkungsgradverbesserung. According to the invention, the changeover gear is directly connected to the change gearbox attached so that the cover plate of the gearbox can be omitted. In addition, the pump and the motor of the hydrostatic drive are with the shift gearbox combined into one structural unit. This arrangement enables a compact engine block, which can be easily accommodated between the frame girders of the vehicle. Since the height of the change gear does not protrude beyond the change gear, a continuous, flat support surface remains above the frame, which does not require any restrictions on the structure. Another benefit is that through the direct attachment of the switch gear to the change gear a separate attachment to the frame is not required. As a result of this arrangement The resulting short overall length can be between the gearbox and the rear axle a cardan shaft with low deflection angles can be used. Through the union of hydraulic pump and hydraulic motor with the changeover gearbox, it is possible to be stationary Lines or to lay channels. The oil guides are short, so that the g t.raulic losses are only small. Finally, e can usually also The necessary shafts from the changeover gear to the hydraulic pump or the hydraulic motor are omitted. This results in a noticeably reduced construction and weight expenditure while at the same time Efficiency improvement.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachend anhand der Zeichnung näher erläutert. Further details and advantages of the invention are referenced below the drawing explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des gesamten Triebwerksblocks; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Triebwerksblock und Fig. 3 das Getriebeschema des Umschaltgetriebes. 1 shows a side view of the entire engine block; FIG. 2 shows a plan view of the engine block and FIG. 3 shows the transmission diagram of Change-over gear.

In Fig. 1 und 2 ist die Antriebsmaschine 1 über eine Hauptkupplung 2, z. B. mit einem 6-Gang-Wechselgetriebe 3, verschraubt. In Figs. 1 and 2, the prime mover 1 is via a main clutch 2, e.g. B. with a 6-speed change gear 3, screwed.

Das Wechsel getriebe ist zwischen aen nicht dargestellten Rahmenträgern des Fahrgestells befestigt. Nach der Erfindung ist unmit-Ibar an das Wechsel getriebe 3 unter Fortlassen eines normaler-Diese üblichen Abschlußdeckels ein Umschaltgetriebe 4 angeflanscht.The change gear is between aen frame supports, not shown attached to the chassis. According to the invention is immit-Ibar to the change gear 3 with the omission of a normal these usual cover plate a changeover gear 4 flanged.

:t dem Umschaltgetriebe 4 bilden eine Hydropumpe 5 und ein Hydrootor 6 eine Baueinheit. Ein pneumatischer, von einem nicht dargeellten Schalthebel aus zu betätigender Schaltzylinder 7 dient unz Umschalten vom direkten Durchtrieb auf den hydrostatischen niechgang-Antrieb Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Gehäuseoberfläche 8 des Umschaltgetriebes 4 kaum über die Einbauhöhe des Schaltgetriebes 3 hinausragt, während die Unterseite 10 noch oberhalb des die Bodenfreiheit bestimmenden tiefsten Punktes 11 der Antriebsmaschine 1 liegt. Mit 12 und 13 sind Front- und Heckanschlußflansche einer kupplungsabhängigen Nebenabtriebswelle für Aubaugeräte bezeichnet. Ein Abtriebsflansch 14 (Fig. 2) ist in üblicher Weise über eine Gelenkwelle 18 (Fig. 3) an eine Hinterachse angeschlqssen. Mit 9 ist ein Teil des zum Wechselgetriebe gehörenden Schal tgestänges gezeichnet.: t the changeover gear 4 form a hydraulic pump 5 and a hydraulic motor 6 a structural unit. A pneumatic, from a shift lever, not shown The switching cylinder 7 to be actuated is used to switch from direct drive to the hydrostatic low-speed drive From Fig. 1 it can be seen that the housing surface 8 of the gearbox 4 barely protrudes above the installation height of the gearbox 3, while the bottom 10 is still above the lowest which determines the ground clearance Point 11 of the drive machine 1 is located. With 12 and 13 are front and rear connection flanges a clutch-dependent power take-off shaft for construction equipment. An output flange 14 (Fig. 2) is in Usually via a cardan shaft 18 (Fig. 3) connected to a rear axle. With 9 is part of the gearbox belonging switch linkage drawn.

Einzelheiten des Aufbaues des Umschaltgetriebes 4 sind in Fig. 3 dargestellt. Eine Antriebswelle 3A des strichpunktiert angedeuteten Wechselgetriebes 3 ist ständig mit einer Eingangswelle 15 verbunden. Bei Verschieben einer in der Neutralstellung N gezeichneten Schaltmuffe 16 in Richtung des Pfeiles D (direkter Durchtrieb) ist die Eingangswelle 15 mit einer Ausgangswelle 17 gekuppelt. Die Ausgangswelle 17 steht über die Gelenkwelle 18 mit einer nicht gezeichneten Hinterachse in Verbindung. Details of the structure of the changeover gear 4 are shown in FIG. 3 shown. A drive shaft 3A of the change gear indicated by dash-dotted lines 3 is continuously connected to an input shaft 15. When moving one in the Neutral position N shift sleeve 16 shown in the direction of arrow D (more direct Through drive) the input shaft 15 is coupled to an output shaft 17. The output shaft 17 is connected via the cardan shaft 18 to a rear axle (not shown).

Auf der Eingangswelle 15 ist frei drehbar ein Zahnrad 20 gelagert, welches mit einem auf einer Pumpenwelle 21 befestigten Zahnrad 22 im Eingriff steht. Über die Pumpenwelle 21 ist die Hydropumpe 5 antreibbar, die über nicht dargestellte ölkanäle oder innenliegende Leitungsverbindungen an den Hydromotor 6 angeschlossen ist. Der Hydromotor 6 kann über eine Motorwelle 25 und miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern 26 und 27 mit der Ausgangswelle 17 verbunden werden. Zum Einschalten des hydrostatischen Kriechgang-Antriebs ist die Schaltmuffe 16 aus der Neutralstel lung N in Pfeilrichtung K (Kriechgang) zu verschieben, so daß das auf der Eingangswelle 15 lose gelagerte Zahnrad 27 mit der Ausgangswelle 17 gekuppelt ist. Gleichzeitig ist eine weitere Schaltmuffe 28 aus der Stellung 0 in Pfeilrichtung K in die Schaltstellung zu bewegen, wodurch das Zahnrad 20 mit der Eingangswelle 15 gekuppelt ist. Die Antriebskraft verläuft somit über die Eingangswelle 15, die Zahnräder 20 und 22 und die Pumpenwelle 21 zur Hydropumpe 5. Diese treibt den Hydromotor 6 an, dessen Antriebskraft über die Motorwelle 25 und die Zahnräder 26 und 27 auf die Ausgangswelle 17 übertragen wird. Bei eingeschaltetem Kriechgang-Antrieb kann stufenlos gefahren werden von kleinster Geschwindigkeit mit maximaler Zugkraft bis zur höchsten Kriechgang-Geschwindigkeit (z. B. 40 km/h). Die Umschaltung der beiden Schaltmuffen 16 und 28 erfolgt hierbei mit einem gesonderten Schalthebel in einer einzigen Schal tbe tätigung im höchsten Gang des Wechselgesiebes durch Druckbeaufschlagung des Schaltzylinders7. Im direkten Durchtrieb ist die Schaltmuffe 16 in Pfeilrichtung D und die Schaltmuffe auf 0 geschaltet. Die beiden getrennt voneinander belätigbaren Schalteinrichtungen für das Wechsel getriebe 3 und das Urschaltgetriebe 4 sind durch eine geeignete Sperreinrichtung so ...ice.inander gekoppelt, daß der Kriechgang-Antrieb nur im höchsten Gang des Wechselgetriebes schaltbar ist. Die Umschaltung erfolgt bei Fahrzeugstillstand. Die Hydropumpe 5 ist vorteilhaft als Verstellpumpe ausgeführt, während der Hydromotor 6 ein Konstant- oder Veistellmotor sein kann. A gear 20 is freely rotatable on the input shaft 15, which meshes with a gear 22 mounted on a pump shaft 21. The hydraulic pump 5 can be driven via the pump shaft 21, and the hydraulic pump 5, which is not shown Oil channels or internal line connections connected to the hydraulic motor 6 is. The hydraulic motor 6 can be in engagement with one another via a motor shaft 25 Gears 26 and 27 are connected to the output shaft 17. To switch on of the hydrostatic creeper drive is the shift sleeve 16 from the neutral position ment N in the direction of the arrow K (creep speed), so that it is on the input shaft 15 loosely mounted gear 27 is coupled to the output shaft 17. Simultaneously is a further shift sleeve 28 from position 0 in the direction of arrow K into the shift position to move, whereby the gear 20 is coupled to the input shaft 15. The driving force thus runs over the input shaft 15, the gears 20 and 22 and the pump shaft 21 to the hydraulic pump 5. This drives the hydraulic motor 6, the driving force of which is over the motor shaft 25 and the gears 26 and 27 are transmitted to the output shaft 17 will. When the crawler drive is switched on, you can drive continuously from lowest speed with maximum tractive effort up to the highest crawler speed (e.g. 40 km / h). The two shift sleeves 16 and 28 are switched over here with a separate shift lever in a single switch operation in the highest gear of the interchangeable sieve by pressurizing the shift cylinder 7. In the direct through-drive, the shift sleeve 16 is in the direction of arrow D and the shift sleeve switched to 0. The two switching devices that can be operated separately from one another for the change gear 3 and the original gearbox 4 are through a suitable Locking device so ... ice.in each other that the crawler drive only in the highest gear of the gearbox is shiftable. The switchover takes place when the vehicle is stationary. The hydraulic pump 5 is advantageously designed as a variable displacement pump, while the hydraulic motor 6 can be a constant or variable displacement motor.

Bei eingeschaltetem Kriechgang treibt die Pumpenwelle 21 über 7n Zahnrad 30 ein weiteres mit einer Nebenabtriebswelle 31 kuppelbares Zahnrad 32 ins Schnelle an. Eine über einen Schaltzylinder 29 (Fig. 1 und 2) betätigbare Schaltmuffe 33 dient zum Einschalten der Nebenabtriebswelle 31, die über die bereits erwähnten Iront- und heckseitigen Anschlußflansche 12 bzw. 13 verfügt. Die Anschlußflansche 12 und 13 können wahlweise über Gelenkwellen 23 d 24 mit Anbaugeräten verbunden werden. When the crawler gear is engaged, the pump shaft 21 drives via 7n Gear 30 is another gear 32 that can be coupled to a power take-off shaft 31 Fast on. A shift sleeve which can be actuated via a shift cylinder 29 (FIGS. 1 and 2) 33 is used to switch on the power take-off shaft 31, which is above the already mentioned Iront- and rear-side connection flanges 12 and 13, respectively. The connecting flanges 12 and 13 can optionally be connected to attachments via cardan shafts 23 and 24 will.

Wie in Fig. 3 angedeutet, kann eine weitere von einer Vorgeegewelle 3B des Wechselgetriebes 3 angetriebene, kupplungsabhänige Nebenabtriebswelle 34 vorgesehen werden Letzere ist durch das Umschaltgetriebe hindurchgeführt und dient z. B. zum Antrieb es Gebläses bei Kehrmaschinen. Da das Wechselgetriebe 3 liegend die Antriebsmaschine 1 angeflanscht ist, liegt die Vorgelegewelle 3B seitlich auf gleicher Höhe neben der Antriebswelle 3A und es verbleibt am Umschaltgetriebe 4 genügend Freiraum zum Anschluß einer weiteren Gelenkwelle 35 an einem Flansch 36 (Fig. 2). As indicated in Fig. 3, a further one of a countershaft 3B of the gearbox 3 driven, clutch-dependent power take-off shaft 34 The latter is passed through the gearbox and is used z. B. to drive the blower in sweepers. Since the change gear 3 is lying the drive machine 1 is flanged, the countershaft 3B rests laterally the same height next to the drive shaft 3A and it remains on the changeover gear 4 Sufficient space to connect a further cardan shaft 35 to a flange 36 (Fig. 2).

Bezugszeichen 1 Antriebsmaschine 2 Hauptkupplung 3 Wechselgetriebe 3A Antriebswelle von 3 3B Vorgelegewelle 4 Umschaltgetriebe 5 Hydropumpe 6 Hydromotor 7 Pneumatischer Schaltzylinder 8 Gehäuseoberfläche 9 Schaltgestänge 10 Unterseite 11 Tiefster Punkt von 1 12 Anschlußflansch 13 Anschlußflansch 14 Abtriebsflansch 15 Eingangswelle 16 Schaltmuffe 17 Ausgangswelle 18 Gelenkwelle zur Hinterachse 19 20 Zahnrad 21 Pumpenwelle 22 Zahnrad 23 Gelenkwelle 24 Gelenkwelle 25 Motorwelle 26 Zahnrad 27 Zahnrad 28 Schaltmuffe 29 Schaltzylinder für 31 30 Zahnrad 31 Nebenabtriebswelle 32 Zahnrad 33 Schaltmuffe -34 Nebenabtriebswelle 35 Gelenkwelle 36 FlanschReference numeral 1 drive machine 2 main clutch 3 change gear 3A drive shaft of 3 3B countershaft 4 changeover gear 5 hydraulic pump 6 hydraulic motor 7 Pneumatic shift cylinder 8 Housing surface 9 Shift linkage 10 Bottom 11 Lowest point of 1 12 Connection flange 13 Connection flange 14 Output flange 15 input shaft 16 shift sleeve 17 output shaft 18 cardan shaft to rear axle 19 20 Gear 21 Pump shaft 22 Gear 23 PTO shaft 24 PTO shaft 25 Motor shaft 26 Gear 27 Gear 28 Shift sleeve 29 Shift cylinder for 31 30 Gear 31 PTO shaft 32 Gear 33 Shift sleeve -34 Power take-off shaft 35 Cardan shaft 36 Flange

Claims

ydrostati cal creeper drive arrangement for commercial vehicles claims 1. Hydrostatic creeper drive arrangement for commercial vehicles with the following features: the engine of the vehicle consists of a prime mover, a main clutch, a mechanical change gear and a downstream of the change gear and changeover gear drivable via its drive shaft; in a switch position of the gearbox enables an input shaft to have a direct drive through an output shaft or to the rear axle; - in the other switching position of the gearbox the direct drive is interrupted and the input shaft with a hydraulic pump connected to the driving pump shaft and at the same time connected to a hydraulic motor Motor shaft connected to the output shaft, the hydraulic motor from the * hydraulic pump is hydrostatically driven; in the switch position for hydrostatic creeper drive a clutch-dependent power take-off can be activated, e e k e n n z e i c h n e t by the following features: the change-over gear (4) is directly connected to the change-over gear (3) and the hydraulic pump (5) and the hydraulic motor (6) are with the gearbox (4) combined into one structural unit.

2. Hydrostatic creeper drive arrangement according to claim 1, characterized it is noted that the input and output shafts (15 and 17, respectively) of the changeover gear (4) with the drive shaft (3A) of the change gear (3) in lying on the run.

3. Hydrostatic creeper drive arrangement according to claim 1 or 2, in that the pump shaft (21) has gears (30 and 32) is connected to the power take-off shaft (31).

4. Hydrostatic creeper drive arrangement according to claim 1, characterized it is noted that the two shift sleeves (16 and 28) are used for switching unified on creeper drive to a common with the changeover gear (4) Switching cylinder (7) are connected.

5. Hydrostatic creeper drive arrangement according to claim 1, characterized g e k e n n n n e i c h n e t that for actuating the power take-off shaft (31) a further shift cylinder (29) is provided on the changeover gear (4).

6. Hydrostatic creeper drive arrangement according to claim 1, characterized it is not indicated that one of the countershaft (3B) of the gearbox (3) driven power take-off shaft (34) passed through the changeover gear (4) is.