DE3409100A1

DE3409100A1 - Radantrieb

Info

Publication number: DE3409100A1
Application number: DE3409100A
Authority: DE
Inventors: Paul Burton Niles Mich. Groothuis
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1984-10-31
Also published as: JPS59202939A; IT1176000B; BR8401578A; IT8420473A0; US4611506A; GB8406124D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Radantriebe, die an den äußeren Enden von Antriebsachsen vorgesehen sind, insbesondere auf solche Antriebe, die außer Eingriff gebracht oder auf verschiedene Übersetzungsverhältnisse umgeschaltet werden können.

Bei einigen Anwendungsfällen von Radantrieben an den äußeren Enden von Achsen, insbesondere in Fällen hoher Belastung, ist es wünschenswert, die Antriebseinrichtung außer Eingriff zu.bringen oder auf ein anderes Übersetzungsverhältnis umzuschalten. In der US-Patentschrift-3,184,385 Dreitzler findet sich eine Erörterung der Umstände, unter denen das . Außereingriffbringen erstrebenswert ist und zeigt eine Einrichtung, mittels deren ein solches Außereingriffbringen erzielt werden kann. Die Einrichtung nach der US-Patentschrift 3,184,985 macht es jedoch notwendig, daß der Fahrer den Fahrersitz verläßt und an jedem einzelnen Rad von Hand die Antriebseinrichtung außer Eingriff bringt.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem gleichen Problem, ermöglicht es aber, daß der Fahrer die Antriebseinrichtungen von zwei oder mehr Rädern des

Fahrzeuges außer Eingriff bringen oder auf ein anderes Übersetzungsverhältnis umschalten kann, ohne den Fahrersitz zu verlassen.

Die US-Patentschrift 3,426,620 Pleska offenbart einen Radantrieb mit^vciin einer drehbaren Radnabe untergebrachten Zahnradsätzen. Die Zahnradsätze ergeben einen untersetzten Antrieb und einen weiteren untersetzten Antrieb mit einem geringeren Untersetzungsverhältnis. Beide Antriebe werden durch den Eingriff einer Kupplung eingeschaltet, die durch eine Bewegung eines ringförmigen Zahnrades eines der Zahnradsätze zustandegebracht wird. Es ist auch eine Neutral- oder Nichtantriebsstellung vorgesehen.

Die US-Patentschrift 1,379,373 Starr zeigt eine Radantriebseinrichtung, in der drei Wahlmöglichkeiten vorgesehen sind, d.h. ein Antrieb mit Untersetzung, ein Direktantrieb und eine Neutral- oder Nichtantriebsstellung. Durch axia'le Bewegung der Achswelle wird einer derdrei Möglichkeiten ausgewählt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Planetenradsatz vorgesehen, in welchem das Ringzahnrad mit dem Achszapfen und der Planetenradträger mit der Radnabe verbunden sind. Das Sonnenrad ist frei drehbar auf der Achswelle angebracht. Es ist fernsteuerbare Kupplungseinrichtung 'vorgesehen, die in einem Betriebszustand das Sonnenrad mit dem Achszapfen verbindet und in einem anderen Zustand das Sonnenrad von dem Achszapfen trennt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist ein AchsialschniIt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Kupplungseinrichtung sich in einer ersten Stellung befindet;

Fig. 2 ist eine Teilansicht des Sonnenradteils der Erfindung, wobei die Kupplungseinrichtung in einer anderen Stellung wiedergegeben ist.

Die Bezugszahl 10 bezeichnet einen Radantrieb'als Ganzes, welcher ein Ende einer Lenkantriebsachse 12 umfaßt, an welchem eine schwenkbare Verbindung 14 zwischen dem Hauptgehäuse 16 der Achse und dem Radantrieb 10 vorgesehen ist, um die Lenkfähigkeit herbeizuführen. Der Radantrieb 10 umfaßt einen Achszapfen 18, der durch mehrere Maschinenschrauben, von denen eine bei 19 dargestellt ist, über die Schwenkverbindung 14 mit dem Gehäuse 16 verbunden ist.

Der Radantrieb 10 umfaßt ferner eine Nabe 20, die über die Wälzlager 22 und 24 auf dem Achszapfen 18 drehbar gelagert ist. Um den Außenumfang der Nabe 20 herum ist eine nicht dargestellte Felge angeordnet, die den Reifen trägt. Zum Bremsen der Nabe 20 und der j ganzen Radanordnung, von der die Erfindung ein Teil

] ist, ist eine übliche Reibungsbremseinrichtung 26

ν ο r g ρ .s ο h c? η .

ι _s Tn dem Achszapfen 18 ist ein einen Teil des Fahr-

; zougsantricbs bildende Antriebszapfen 28 angeordnet und

! ^ -steht nach außen über das äußere Ende des Achszapfens

vor. Auf dem Antriebszapfen 28 ist auf einer Büchse 32 ein Sonnenrad 30 angeordnet, so daß sich das Sonnenrad gegenüber dem Achszapfen in einem oder mehreren Betriebszuständen drehen kann.. Das Sonnenrad 30 weist

'_ einen verzahnten Kupplungsteil 34 auf. Das Sonnenrad

: 30 ist von einem Ringzahnrad 36 umgeben, welches durch

eine Keilverzahnung oder äquivalente Mittel an der

: Stelle 38 mit dem Achszapfen 18 verbunden ist, wodurch

das Ringzahnrad 36 festgelegt und nicht drehbar ist.

Zwischen dem Sonnenrad 30 und dem Ringzahnrad 36 und im Eingriff mit beiden ist ein Planetenrad 40. Normalerweise werden mehrere derartiger Planetenräder eingesetzt. Jodes Planetenrad ist drehbar auf einem. Pl anet enzapfen 42 eingebracht, und es ist bei 44 ein Nadel lciger oder anderes reibungsarmes Lager vorgesehen. Jeder Pl anetc-nzapfen 42 ist Teil eines Planetenträgors, der insgesamt mit 46 bezeichnet ist und durch

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geeignete Mittel, wie z.B. Maschinenschrauben 48, an der Nabe 20 befestigt ist. In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform, die als beste Form der Verwirklichung der Erfindung in Betracht gezogen wird, umfaßt der Planetenträger 46 einen Teil 50, der bei 52 eine radial innere Kupplungsverzahnung trägt.

Der Radantrieb 10 umfaßt einen axia1 beweg 1ichen Kupplungsring 54, der bei 55 dutch eine Kei1verzahnung oder äquivalente Mittel auf dem An triobszupfen 28 festgelegt ist und der einen Zahnkupplungsteil· 56 aufweist, der dem Zahnkupplungsteil 34 an dem Sonnenrad 30 gegenübersteht. Der Kupplungsring 54 hat auch einen radial nach außen weisenden Zahnkupp]ungsteil 58, der in der in Fig. 2 dargestellten Stellung mit dem radial nach innen weisenden Zahnkupplungstei1 52 im Eingriff und in der in Fig. 1 dnrgcs ι el 11 en Stellung mit dem Zahnkupp] ungst ei 1. 52 außer Kingriff ist. Der Kupplungsring 54 wird durch eine Γ-rh r aubenf <.-der 60, die zwischen der nuclide i'Z und dem Kupplungsring 54 angeordnet ist, von dem Sonnonrad 30 l.inwoqgedrückt. Der Kupplungsring 54 kann gegi-n die Kraft der Feder durch eine fernsteuerbare, als Ganzes mit 62 bezeichnete Einrichtung nach außen gedrückt werden, wodurch die Kupplungsverzahnung 56 mit der Kupplungsverzahnung 34 in Eingriff kommt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die Einrichtung 62 einen ringförmigen mit einem Absatz versehenen Kolben 68, der den An Lriebszapf en 28 umgibt und in einer ,ibgesetzten Bohrung in dem Ende dos Achszapf ans 18 axial verschiebbar ist. Es ist zwischen dem Absatz dos Kolbons und dem Absatz der Bohrung eine K.immer 64 m bildet, die über eine Zuleitung 66 in dem Achsrapion 10 mit hydraulischer Druckflüssigkeit gefüllt weidi-n kann, um den Kolben 68 gemäß der Zeichnung nach links /u verlagern und über ein dazwischen angeordnetes Lagerstück 70 den Kupplungsring 54 nach außen zu verlagern. Dor hydraulische Druck in der Zuleitung 66 kann duich ο in

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geeignetes Ventil im Fahrerstand des Fahrzeuges ferngesteuert werden.

Wenn der Kupplungsring 54 sich mit dem Sonnenrdd 30 in Eingriff befindet, treibt die Drehung des Antriebszapfens 28 das Sonnenrad 30 an, wodurch mit dem Ringzahnrnd 36 aus Rcaktionsglied der Planetenträger 46 ebenfalls in Drohung versetzt wird und die Nabe 20 die Felge und den darauf montierten Reifen antreibt. Dies ist der normale Betriebszustand, und es findet dabei eine erhebliche Untersetzung zwischen dem Antriebszapfen 28 und der Nabe 20 statt, so daß an der Nabe ein erhöhtes Drehmoment bei verringerter Drehzahl zur Verfügung steht. Wenn das Fahrzeug, von welchem der Radantrieb ein Teil ist, mit einer Geschwindigkeit geschleppt worden soll, die über der für das Fahrzeug normalen Geschwindigkeit liegt und wenn dabei die Verbindung zwischen dom Kupplungsring 54 und dem Sonnonrad 30 aufrecht erhalten würde, würden der An-Lr i ebszapf en 28 und damit weitere Teile des Fahrzeugantriebes mit einer Übernot malen Drehzahl gedreht, woraus ein ungewöhnlicher Verschleiß und auch ein möglicher Schaden an dom Antrieb resultieren. Um ein Abschleppen bei hohen Geschwindigkeiten zu ermöglichen, braucht der Fahrer lediglich -den hydraulischen Druck aus dor Kammer 64 abzulassen, so daß der Kolben 68 unter dor Kraft dor Feder 60 eingefahren wird_y u nr\ auf diese Weise die Kupplungsverzahnungen 34 und· 56 außer Eingriff zu bringen. Dadurch gelangen die Kupplungsver Zähnungen 52 und 58 in Eingriff, wodurch der Kupplungsring 54 unmittelbar den Antriebszapfen 28 mit dem Pl aneten! riiger 46 und damit mit der Nabe 20 verbindet.. Wenn das Fahrzeug dann geschleppt wird, dreht sich der Ant riobKX.apfon 28 mit der gleichon Geschwindigkeit wie die Nabe 20 und wild der gesamte Antrieb mit einer ηicdrigo ι on Geschwindigkeit bot rieben, als es der Fall ware, wi-nn dor Kupplungsring 54 mit dem Sonnenrad 30 im Eingriff verbliebe.

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Bei einer zweiten Ausf iihungsf orm der Erfindung können die Kupplungsverzahnungen 52 und 58 weggelassen werden, wodurch beim Schleppen des'Fahrzeuges und außer Eingriff gebrachten Kupplungsverzahnungen 34 und 56 der Radantrieb außer Eingriff gebracht ist und die Nabe 20 den Antriebszapfen 28 nicht dreht. Diese zweite Ausfiihrungsform kann in einem Fahrzeug mit mohrfachen Antriebsachsen Verwendung finden, um wahlweise eine oder mehrere der Antriebsachsen von dem Fahrerstand aus von ferne abzuschalten. Beispielsweise kann bei einem vierradgetriebenen Fahrzeug der Fahrer ohne weiteres zwischen einem Vierradantrieb und einem Zweiradantrieb umschalten, indem er von der Erfindung an den beiden Enden einer der Achsen Gebrauch macht, um wahlweise die Antriebseinrichtungen der betreffenden Achse abzuschalten .

In einer dritten Ausführungsform werden die Proportionen der Kupplungen 34, 56 und 52, 58 und der zugehörigen Teile anders bemessen und die ferngesteuerte Einrichtung 62 abgewandelt, so daß sich <ire.i Betriebsstellungen ergeben, eine, in welcher sich die Kupplung 34, 56 in Eingriff befindet, eine weitere, in welcher sich die Kupplung 52, 58 in Eingriff befindet und eine dritte mittlere Stellung, in der keine Kupplung sich in Eingriff befindet.

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Claims

Patentansprüche

1. Radantrieb für das eine Ende einer Achse, welches einen Achszapfen, eine auf dem Achszapfen drehbar gelagerte Nabe und einen innerhalb des Achszapfens angeordneten und über dessen äußeres Ende hinausreichenden Antriebszapfen umfaßt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Ein mit dem Achszapfen (18) verbundenes Ringzahnrad ( 36) ;

b) mindestens ein mit dem Ringzahnrad (36) in Eingriff stehendes Planetenrad (40), welches auf einem mit. der Nabe (20) verbundenen Planetenradträger (46) angeordnet ist;

c) ein mit dem Planetenrad (40) in Eingriff stehendes und drehbar auf dem Antriebszapfen (28) angeordnetes Sonnenrad (30);

d) auf dem Sonnenrad (30) ist ein erster Kupplungsteil (34) angeordnet;

e) es ist ein axial bewegbares, mit dem Antriebszapfen (28) drehbares Kupplungsglied (54/ vorgesehen, an welchem ein zweiter Kupplungsteil (56) angeordnet ist, der in einer Stellung des Kupplungsgliedes (54) mit dem ersten Kupplungsteil (34) in Eingriff bringbar_ ist; COPY Ϊ

■ f) eine fernsteuerbare Einrichtung (62) zur wahl-

] weisen Bewegung des Kupplungsgliedes (54) in die eine

j Stellung, um das Sonnenrad mit dem Antriebszapfen (28)

drehfest zu verbinden.

2. Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

; zeichnet, daß an dem Planetenradträger (46) ein dritter

Kupplungsteil (54) und an dem Kupplungsglied (54) ein vierter Kupplungsteil (58) vorgesehen sind und daß mittels der fernsteuerbaren Einrichtung (62) das Kupplungsglied (54) in eine zweite Stellung bringbar

ist, in welcher der dritte Kupplungsteil (52) mit dem vierten Kupplungsteil (58) im Eingriff steht und den Antriebszapfen (28) und den Planetenradträger (46) und damit die Nabe (20) drehfest miteinander verbindet.

3. Radantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (54) eine dritte Betriebsposition zwischen der ersten und der zweiten Po-

s- sition aufweist, in der der Antriebszapfen (28) sowohl

_t> vom Sonnenrad (30) als auch von der Nabe (20) getrennt

ist.

4. Radantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungsteile (34, 56) Zahnkupplungen sind .

5. Radantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kupplungsteile (34, 56; 52, 58) Zahnkupplungen sind.

6. Radantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die fernsteuerbare Einrichtung (62) hydraulisch betätigt ist.

7. Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fernstouerbare Einrich-

"lung (62) einen mit einem Absatz versehenen Ringkolben (68) umfaßt, der den Antriebszapfen (28) umgibt und in einer Stufenbohrung in dem Ende des Achszapfens (18) gleitend verschiebbar ist.

8. Radantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die fernsteuerbare Einrichtung (62) eine Feder (60) umfaßt, die das Kupplungsglied (54) von dem Sonnenrad (30) hinwegdrückt.

9. Radantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die fernsteuerbare Einrichtung (62) ein Lagerstück (70) zwischen dem Kolben (68) und dem Kupplungsglied (54) umfaßt.

10. Radantrieb nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Stufenkolben (68) mit dem Achszapfen (18) eine hydraulische Kammer (64) veränderlichen Volumens bildet und der Achszapfen (18) eine Zuleitung (66) für die Zuleitung von hydraulischer Druckflüssigkeit zu der Kammer (64) enthält.