DE3435662A1

DE3435662A1 - Hydrostatischer antrieb fuer ein fahrzeugrad

Info

Publication number: DE3435662A1
Application number: DE19843435662
Authority: DE
Inventors: Otto Prof. Dr.-Ing. 8754 Großostheim Böinghoff
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE3435662C2

Description

Hydrostatischer Antrieb für ein Fahrzeugrad
Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Der Antrieb gemäß der.
Erfindung soll eingesetzt werden als zusätzlicher Hilfsantrieb an den Rädern von Fahrzeugen, die bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit, beispielsweise im Gelände oder auf dem Acker, eine hohe Zugkraft benötigen und deshalb in diesem Betriebszustand einen Antrieb an vielen Rädern benötigen, die andererseits aber auch mit hoher Geschwindigkeit auf der Straße fahren können, wobei der Antrieb über eine oder wenige Achse(n) ausreicht. Für derartige Fahrzeuge ist es bekannt, eine Achse rein mechanisch über ein Stufenschaltgetriebe anzutreiben und die Räder einer oder mehrerer weiterer Achsen bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit hydrostatisch anzutreiben. Da die hydrostatischen Motore nicht für die Drehzahlen geeignet sind, wie sie bei hohen Fahrgeschwindigkeiten auftreten würden, müssen die hydrostatischen Motoren dann, wenn das Fahrzeug höhere Fahrgeschwindigkeiten erreichen soll, abgekuppelt werden.
Beispielsweise ist es bekannt, als Hilfsantrieb für die bei geringer Fahrgeschwindigkeit anzutreibenden Fahrzeugräder an jedem Rad einen Radialkolbenmotor zu verwenden, dessen Kolben durch den Druck des Druckmittels gegen die Kolbenführungsfläche gepresst werden, wobei jeder Kolben dann, wenn dieser nicht durch Druckmittel beaufschlagt ist, durch ein elastisches Element in den Zylinder hineingezogen wird.
Im Betrieb werden diese elastischen Elemente entsprechend fortwährend gestreckt und verzehren Energie, außerdem verteueren sie den Antrieb. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Gleitschuhe gegen die Kolbenführungsfläche anschlagen können, wenn das Fahrzeug sich bewegt, während die Druckbeaufschlagung beginnt. Um diese Nachteile zu beseitigen, werden bei anderen Radialkolbenmotoren zum Abheben der Kolben besondere Druckkammern beaufschlagt, die auf jeden Kolben eine Kraft in Richtung von der Kolbenführungsfläche fort ausüben.Derartige Hilfsantriebe kommen auch in Frage für Anhänger oder die Achsen von Sattelaufliegernim Bereich der Bauindustrie, im Bereich der Millitärfahrzeuge und von Fahrzeugen für die Landwirtschaft. Schnelläufige Axialkolbenmaschinen sind leichter und beanspruchen ein kleineres Bauvolumen als Radialkolbenmaschinen, sind also insofern für die genannten Zwecke wesentlich günstiger. Wegen der Schnellläufigkeit von Axialkolbenmaschinen ist es jedoch erforderlich, ein Untersetzungsgetriebe mit großem Übersetzungsverhältnis nachzuschalten.
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Hilfsantrieb mit Axialkolbenmotor gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einem bekannten Antrieb dieser Art ist ein schaltbares zweistufiges Planetengetriebe vorgesehen, das mittels schaltbarer Freiläufe geschaltet wird und den Zweck hat, wahlweise eine von zwei möglichen Untersetzungsstufen einzuschalten (DE-OS 21 27 256). Die Schaltbarkeit ist dabei nicht für den Zweck vorgesehen, den Antrieb entweder einzuschalten oder auszuschalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Hilfsantrieb mit Axialkolbenmotor und nachgeschaltetem Planetengetriebe derart auszugestalten, daß eine einfache Abschaltbarkeit möglich ist ohne daß die Gefahr besteht, daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit ein Teil des Hilfsantriebes auf eine unzulässig hohe Drehzahl getrieben wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
In der im Anspruch 2 angegebenen zweckmäßigen Weiterausgestaltung ist darüber hinaus die Aufgabe,ein Hochtreiben auf unzulässige Drehzahl zu vermeiden,zusätzlich noch dadurch besonders gut gelöst, daß beim Abschalten die Hydromotorwelle festgebremst wird Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
Der Achsträger 1 ist starr mit dem Achskörper 21 verbunden.
In beide hinein ragt der hydrostatische Axialkolbenmotor 2, dessen Welle 22 mit einer Aussenverzahnung versehen ist, über die die Innenverzahnung einer Verlängerungswelle 3 gesteckt ist. In ihrem der Fahrzeugaussenseite zugeordneten Teil weist diese Verlängerungswelle eine Aussenverzahnung 23 auf, auf die ein aussenverzahntes Sonnenrad 4 gesteckt ist.
Dieses ist das Sonnenrad der ersten Planetenstufe, auf dem die Planetenräder 5 abwälzen, die ihrerseits mit einer Verzahnung 24 in einem Hohl rad 6 kämmen, das durch einen Deckel 25 abgeschlossen ist. Die Planetenräder 5 sind auf einem Planetenträger 7 gelagert, der seinerseits drehfest mit einer Hohlwelle 8 verbunden ist, die ihrerseits eine Aussenverzahnung 26 aufweist, mit der die Planetenräder 9 kämmen, die andererseits wieder mit der Innenverzahnung 24 des Hohl rades 6 kämmen und auf dem Planetenträger 10 drehbar gelagert sind. Das Hohlrad 6 ist mittels mehrerer Schrauben 27 drehfest mit der Radnabe 28 verbunden, die über zwei Kegelrollenlager 29 und 30 auf dem Achsträger 1 gelagert ist und die mit der Bremstrommel 31 verbunden ist und die mittels der Schrauben 32 zur Verbindung mit einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Felge vorgesehen ist.
Der Planetenträger 10 weist eine Innenverzahnung auf, die auf die Außenverzahnung 33 der Hohlwelle 11 gesteckt ist.
In diese Außenverzahnung 33 greifen Zähne einer Innenverzahnung an Bremsscheiben 34 und 35 ein, von denen die Bremsscheibe 34 gegen eine Scheibe 36 anpreßbar ist, die mittels Schrauben 37 mit dem Achsträger 1 verbunden ist, mit dem die Bremslamellen 38 drehfest verbunden sind. Die Teile 34, 35, 36, 38 bilden eine gegen ein stillstehendes Teil schließbare Kupplung, also eine lösbare Bremse, die mittels des Kolbens 13 betätigt wird. Wenn der Antrieb eingeschaltet ist, wird der ringförmige Kolben 13 über den ringförmigen Druckraum 40 mit Druck beaufschlagt und preßt die Lamellen der Bremskupplung 12 zusammen und verbindet so den Planetenträger 10 mit dem Achsträger 1. Der Steuerdruck wird über die Bohrung 41 in dem Planetenträger 1 zugeführt und gelangt über die Bohrungen 41 und 42 in den ringförmigen Druckraum 40. Wird der Steuerdruck auf den Wert Null gesenkt, ziehen die Federn 14 über die Scheibe 15 und den Sicherungsring 16 den Kolben 13 zurück. Danach drücken die Federn 14 über die Scheibe 15 zwei feststehende Bremslamellen 17 gegen eine Mitnahmescheibe 18 und blockieren so die Antriebswelle 3 und damit den Hydromotor. Dabei stützen sich die Federn 14 über den feststehenden ringförmigen Lamellenträger 44 gegen die gleichfalls feststehende Scheibe 36 ab. Im abgeschaltetem Zustand ist somit die Bremskupplung 12 gelöst, so daß der Planetenträger 10 frei umlaufen kann. Dadurch wird der Kraftfluß- weg zwischen der Verlängerungswelle 3 und dem Hohlrad 6 unterbrochen. Die Planetenräder 5 und 9, die Planetenträger 7 und 10 und die Hohlwelle 8 laufen nur noch mit einer Geschwindigkeit um die feststehende zentrale Welle 3, die geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Hohlrades 6. Die in diesem Zustand auftretenden Drehgeschwindigkeiten sind für die jeweiligen Bauteile zulässig. Ist die Bremskupplung 12 geschlossen und somit der Planetenträger 10 gegenüber dem Achsträger 1 festgelegt und mit diesem drehfest verbunden, wird die Energie von der Verlängerungswelle 3 über das Sonnenrad 4 und die Planetenräder 5 und 9 auf das Hohl rad 6 übertragen.
Damit wird ein funktionssicherer Antrieb mit Axialkolbenmotor geschaffen, der mit geringem Herstellaufwand hergestellt werden kann. Das Abschalten des Untersetzungsgetriebes und das Blockieren des Hydromotors werden auf einfache Art kombiniert.
Das selbe Getriebe kann in vereinfachter Ausführung auch ohne die lösbare Bremskupplung 12 ausgestaltet werden, wobei der Planetenträger 10 starr drehfest mit dem Achsträger 1 verbunden wird, für Fahrzeuge, die grundsätzlich nur langsam fahren können. Das heißt, dieselben Getriebebauteile können auch für diesen Zweck günstig verwendet werden.
Durch die Schaltung mittels des Steuerdruckes, der in dem Kanal 41 geführt wird, ist es in einfacher Weise möglich, eine automatische Abschaltung bei zu hoher Geschwindigkeit des Schleppfahrzeuges vorzusehen.
In anderer Ausgestaltungsform können statt der Reibungskupplungen 12 und 18 auch formschlüssige Kupplungen, zum Beispiel Klauenkupplungen oder Schiebemuffenkupplungen, vorgesehen sein, wenn Schaltung nur im Stillstand möglich ist.
Stand der Technik Abschaltbare hydrostatische Maschine Axialkolbenmaschine DE-OS 25 47 520 Prospekt ECODYN systeme d'assistance der Firma Poclain DE-OS 25 13 554 Hydrostatische Maschinen mit Planetengetriebe (schaltbar und/oder bremsbar) DE-OS 16 30 717 DE-OS 19 45 439 DE-OS 16 50 762 DE-PS 11 98 509 DE-OS 21 30 513 Hydrostatische Radnabengetriebe mit schaltbarem Planetengetriebe DE-OS 21 27 256 - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Hydrostatischer Antrieb für ein Fahrzeugrad mit einem Axialkolbenmotor und mit nachgeschaltetem zweistufigem Planetengetriebe, bei dem das Gehäuse des Axialkolbenmotors in einem fahrzeugfesten Achsträger gelagert ist, auf dem mittels Wälzlagern die Radnabe gelagert ist, wobei die Welle des Hydromotors mit einer Verlängerungswelle verbunden ist, die mit dem Sonnenrad des außenliegenden Planetengetriebes verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) der Planetenträger (7) des außenliegenden Planetengetriebes (4, 5, 6, 7) ist mit einer die Verlängerunswelle (3) umfassenden Hohlwelle (8) verbunden, wobei ein Teil dieser Hohlwelle (8) eine Außenverzahnung (26) aufweist, die Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes (8, 26, 9, 6) ist, b) die Planetenräder (5 und 9) beider Planetengetriebe kämmen mit einer in einer Hohlwelle (6), die drehfest mit der Radnabe (28) verbunden ist, angeordneten Innenverzahnung (24) c) der Planetenträger (10) des zweiten Planetenradgetriebes (8, 26, 9, 24, 6, 10) ist mittels einer lösbaren Bremse (12, 34, 35, 38) mit dem Achsträger (1) verbindbar.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Bremse (12, 34, 35, 36, 38) mittels Druckmittel in die Schließstellung fahrbar ist und mittels Federn (14) lösbar ist und daß mittels der Federn (14) eine zweite Bremse (18) zwischen Achsträger (1) und Verlängerungswelle (3) schliessbar ist.