DE3435662C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Antrieb gemäß der Erfindung soll eingesetzt werden als zusätzlicher Hilfs­ antrieb 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 anzu­ treiben und die Räder einer oder mehrerer weiterer Achsen bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit hydrostatisch anzutreiben. Da die hydrostatischen Motoren nicht für die Drehzahlen geeig­ net sind, wie sie bei hohen Fahrgeschwindigkeiten auftreten würden, müssen die hydrostatischen Motoren dann, wenn das Fahrzeug höhere Fahrgeschwindigkeiten erreichen soll, abge­ kuppelt werden.

Beispielsweise ist es bekannt, als Hilfsan­ trieb für die bei geringer Fahrgeschwindigkeit anzutreibenden Fahrzeugräder an jedem Rad einen Radialkolbenmotor zu verwen­ den, 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 ver­ teuern sie den Antrieb. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Gleitschuhe gegen die Kolbenführungsfläche anschlagen können, wenn das Fahrzeug sich bewegt, während die Druckbeaufschla­ gung 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 Sattelaufliegern im Bereich der Bauindustrie, im Bereich der Militärfahrzeuge und von Fahrzeugen für die Land­ wirtschaft. Schnelläufige Axialkolbenmaschinen sind leichter und beanspruchen ein kleineres Bauvolumen als Radialkolben­ maschinen, sind also insofern für die genannten Zwecke wesent­ lich günstiger. Wegen der Schnellläufigkeit von Axialkolben­ maschinen ist es jedoch erforderlich, ein Untersetzungs­ getriebe mit großem Übersetzungsverhältnis nachzuschalten.

Aus der DE-OS 27 44 977 ist ein gattungsgemäßer hydrosta­ tischer Antrieb bekannt, bei dem auf der Außenseite der Verlängerungswelle eine Bremse vorgesehen ist, die mit dem Sonnenrad des ersten (äußeren) Planetengetriebes in Eingriff bringbar ist. Die Bremse, die als Lamellenpaket aufgebaut ist und entgegen Federkraft in Schließstellung gebracht wird, benötigt zur Betätigung Druckmittel. Die Druckmittelversor­ gung erfolgt durch die einstückig an der Abtriebswelle des Hydromotors gebildete Verlängerungswelle, in der eine lange Axialbohrung vorgesehen ist, die über eine Radialbohrung mit einem Ringkanal des glockenförmigen Bremsgehäuses in Verbindung steht. Es ist leicht einsehbar, daß hieraus ein erheblicher Fertigungsaufwand erwächst: Sofern nämlich der Hydromotor nicht abgeschaltet ist, sondern die Planeten­ getriebe antreibt, muß Druckmittel in die Axialbohrung der rotierenden Verlängerungswelle eingebracht und von dort zur Bremse geführt werden. Darüber hinaus bedingt diese Anordnung der Bremse den Einsatz eines zusätzlichen Wälzlagers, das die Querkräfte aufzunehmen hat. Schließlich verdient noch Beachtung, daß bei abgeschaltetem Hydromotor, also gelöster Bremse, und bei sehr schnell laufender Radnabe, die Planeten­ räder der zweiten Planetenstufe sehr schnell rotieren und darüber hinaus nicht sichergestellt ist, daß beispielsweise durch in der Bremse (zwischen den Lamellen) noch vorhandene Restreibung die Verlängerungswelle und damit der Hydromotor nicht doch mit angetrieben wird, was bei trockenem Hydromotor unweigerlich zu dessen Zerstörung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Antrieb mit Axialkolbenmotor und nachgeschaltetem Planeten­ getriebe derart auszugestalten, daß er mit geringem Herstell­ aufwand hergestellt werden kann und verhindert wird, daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit ein Teil des Antriebs auf eine unzulässig hohe Drehzahl gebracht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles 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. ln ihrem der Fahrzeugaußenseite zugeordneten Teil weist diese Verlängerungswelle eine Mitnehmerverzahnung 23 auf, auf die ein außenverzahntes Sonnenrad 4 gesteckt ist. Dieses ist das Sonnenrad der ersten Planetenstufe, auf dem die Planeten­ räder 5 abwälzen, die ihrerseits mit einer Verzahnung 24 in einem Hohlrad 6 kämmen, das durch einen Deckel 25 abgeschlos­ sen ist. Die Planetenräder 5 sind auf einem Planetenträger 7 gelagert, der seinerseits drehfest mit einer Hohlwelle 8 verbunden ist, die ihrerseits eine Außenverzahnung 26 auf­ weist, mit der die Planetenräder 9 kämmen, die andererseits wieder mit der Innenverzahnung 24 des Hohlrades 6 kämmen und auf dem Planetenträger 10 drehbar gelagert sind. Das Hohlrad 6 ist mittels mehrerer Schrau­ ben 27 drehfest mit der Radnabe 28 verbunden, die über zwei Kegelrollenlager 29 und 30 auf dem Achsträger 1 ge­ lagert 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 Mitnehmerverzahnung auf, die auf die Mitnehmerverzahnung 33 der Hohlwelle 11 gesteckt ist. In diese Mitnehmerverzahnung 33 greifen Zähne der Bremsscheiben 34 und 35 ein, von denen die Brems­ scheibe 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 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 Bremse 12 zusammen und verbindet so den Planeten­ träger 10 mit dem Achsträger 1. Der Steuerdruck wird über die Bohrung 41 in dem Planetenträger 1 zugeführt und ge­ langt über die Bohrungen 41 und 42 in den ringförmigen Druckraum 40. Wird der Steuerdruck auf den Wert Null ge­ senkt, 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 Brems­ lamellen 17 gegen eine Mitnahmescheibe 18 und blockieren so die Antriebswelle 3 und damit den Hydromotor. Dabei stützen sich die Federn 14 über den feststehenden ring­ förmigen Lamellenträger 44 gegen die gleichfalls fest­ stehende Scheibe 36 ab. Im abgeschaltetem Zustand ist so­ mit die Bremse 12 gelöst, so daß der Planeten­ träger 10 frei umlaufen kann. Dadurch wird der Kraftfluß zwischen der Verlängerungswelle 3 und dem Hohlrad 6 unterbrochen. Die Planetenräder 5 und 9, die Planeten­ träger 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 Hohl­ rades 6. Die in diesem Zustand auftretenden Drehgeschwin­ digkeiten sind für die jeweiligen Bauteile zulässig. Ist die Bremse 12 geschlossen und somit der Planeten­ träger 10 gegenüber dem Achsträger 1 festgelegt, wird die Energie von der Ver­ längerungswelle 3 über das Sonnenrad 4 und die Planeten­ räder 5 und 9 auf das Hohlrad 6 übertragen.

Damit wird ein funktionssicherer Antrieb mit Axialkolben­ motor geschaffen, der mit geringem Herstellaufwand herge­ stellt werden kann. Das Abschalten des Untersetzungsge­ triebes und das Blockieren des Hydromotors werden auf ein­ fache Art kombiniert.

Das selbe Getriebe kann in vereinfachter Ausführung auch ohne die lösbare Bremse 12 ausgestaltet werden, wobei der Planetenträger 10 starr mit dem Achs­ träger 1 verbunden wird, für Fahrzeuge, die grundsätzlich nur langsam fahren können. Das heißt, dieselben Getriebe­ bauteile 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 Geschwindig­ keit des Schleppfahrzeuges vorzusehen.

In anderer Ausgestaltungsform können statt der Reibungsbremsen 12 und 18 auch formschlüssige Schaltelemente, zum Beispiel Klauenkupplungen oder Schiebemuffenkupplungen, vorgesehen sein, wenn Schaltung nur im Stillstand möglich ist.

Claims (2)

1. Hydrostatischer Antrieb für ein Fahrzeugrad mit einem Axialkolbenmotor und mit nachgeschaltetem zweistufigem Pla­ netengetriebe, bei dem sich das Gehäuse des Axialkolbenmo­ tors in einem fahrzeugfesten Achsträger befindet, auf dem mittels Wälzlagern die Radnabe gelagert ist, wobei die Wel­ le des Hydromotors an eine Verlängerungswelle gekuppelt ist, die mit dem Sonnenrad des außenliegenden ersten Plane­ tengetriebes in Verbindung steht, wobei weiter der Plane­ tenträger des außenliegenden ersten Planetengetriebes mit einer die Verlängerungswelle umfassenden Hohlwelle verbun­ den ist, die eine das Sonnenrad des zweiten Planetengetrie­ bes bildende Außenverzahnung aufweist, und die Planetenrä­ der beider Planetengetriebe mit einer in einer drehfest mit der Radnabe verbunden Hohlwelle angeordneten Innenverzah­ nung kämmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (10) des zweiten Planetengetriebes (8, 26, 9, 24, 6, 10) mittels einer ersten Bremse (12, 34, 35, 38) und die Verlängerungswelle (3) mittels einer zwei­ ten Bremse (18) an den Achsträger (1) wechselweise festleg­ bar ist, wobei die beiden Bremsen innerhalb des Achsträgers angeordnet sind und einen gemeinsamen gegen Federn (14) mit Druckmittel beaufschlagbaren Bremskolben (13) aufweisen.

2. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zu einer Kolbenfläche im Druckraum (40) ein im Achsträger (1) angeordneter Kanal (41, 42) geführt ist, wobei bei unbeaufschlagtem Druckraum (40) die erste Bremse (12, 34, 35, 38) gelöst und die zweite Bremse (18) mittels der Federn (14) geschlossen ist und bei hinreichen­ der Druckbeaufschlagung des Druckraumes (40) die erste Bremse (12, 34, 35, 38) geschlossen und die zweite Bremse (18) gelöst ist.