DE3907382A1 - Antriebseinrichtung mit einem zweiganggetriebe - Google Patents
Antriebseinrichtung mit einem zweiganggetriebeInfo
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- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
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- F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
- F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
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- F16H—GEARING
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- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit einem
von einem Antriebsmotor angetriebenen lastschaltbaren Zweigang-
Getriebe, insbesondere für Mobilbagger und ähnliche Baumaschinen,
mit zwei über hydraulisch schaltbare Reibungskupplungen
wechselweise zu- und abschaltbaren Gangstufen, mit einer Ölpumpe
zur Versorgung des Getriebes mit Druck- und Schmieröl, wobei
eine der Reibungskupplungen als durch Öldruck aufsteuerbare
Federspeicherkupplung ausgebildet ist.
Für Baumaschinen, die beispielsweise wie Mobilbagger und
Radlader schneller als 25 km/h fahren können, bestehen vom
Gesetzgeber her verschiedene Auflagen und Vorschriften bezüglich
der Bremsen. Neben der normalen Betriebsbremse muß bei einem
Einkreisbremssystem eine Hilfsbetriebsbremse vorhanden sein.
Ebenso ist eine Feststell- oder Haltebremse erforderlich.
Aus der EP-B1-00 70 420 ist eine Antriebseinrichtung für
einen Mobilbagger bekannt, der die obengenannten Merkmale
aufweist. Dabei ist an einer Abtriebswelle eine Haltebremse
angeordnet, die als Backenbremse ausgebildet ist. Eine derartige
Bremse wird durch Öldruck betätigt. Dafür ist eine
Bremssteuerleitung erforderlich, die beispielsweise bei einem
Radbagger vom Oberwagen durch die Drehdurchführung zum Unterwagen
geführt werden muß. Eine solche Haltebremse erfordert in jedem
Fall einen bestimmten Bauraum, der insbesondere bei Radladern,
aber auch bei Mobilbaggern nur begrenzt zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art an den begrenzten
Einbauraum in Mobilbaggern und ähnlichen Baumaschinen anzupassen
und eine Vereinfachung der Bremsen und der Führung der
Hydraulikleitungen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete
Antriebseinrichtung dadurch gelöst, daß beide Reibungskupplungen
als durch Öldruck aufsteuerbare Federspeicherkupplungen
ausgebildet sind, die radial ineinander angeordnet sind und
sowohl zur Schaltung der Gänge als auch als Haltebremse und als
Hilfsbetriebsbremse dienen. Die radial außenliegende
Reibungskupplung ist als Bremse ausgeführt. Dabei wird durch die
Ineinanderschachtelung der Reibungskupplungen die
Antriebseinrichtung verkürzt. Eine Haltebremse und eine
gesonderte Leitung für die Betätigung einer solchen Bremse kann
entfallen.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben. Wird für den ersten Gang,
der auch als Geländegang bezeichnet werden kann, die radial
außenliegende, größere Reibungskupplung geschlossen, so muß diese
Kupplung zwar ein Mehrfaches des Eingangsdrehmomentes aufnehmen
können. Da aber im zweiten Gang, der durch die geschlossene
innere Reibungskupplung geschaltet wird, die radial außenliegende,
größere Reibungskupplung offen ist, kann bei den im zweiten Gang
auftretenden höheren Geschwindigkeiten die äußere Kupplung beim
Bremsen eine größere Bremsenergie aufnehmen. Die beim Bremsen
auftretende Wärme kann über das Gehäuse abgeleitet werden. Die
innenliegende, kleinere Reibungskupplung muß im zweiten Gang nur
einen Teil des Eingangsdrehmomentes übertragen, so daß diese
Kupplung kleiner ausgelegt sein kann. Beim Bremsen im ersten Gang
mit kleinerer Fahrgeschwindigkeit muß die radial innere Kupplung
nur eine geringere Bremsenergie aufnehmen. Die dabei entstehende
geringe Wärme wird durch gezielte Schmierung abgeführt. Die
innenliegende kleinere und die außenliegende größere
Reibungskupplung sind also bei kleinsten Abmessungen an die
jeweils zu übertragenden Drehmomente angepaßt.
Durch die Anordnung einer Trennkupplung zwischen dem
Zweigang-Getriebe und der Stirnradstufe ist eine Unterbrechung
des Antriebsstranges möglich, wenn das Fahrzeug in Notfällen oder
zum Versetzen abgeschleppt wird. Durch die Trennkupplung wird der
Antrieb des Antriebsstranges von der Lastseite her auf den
Bereich bis zu der Stirnradstufe begrenzt. Der Planetensatz des
Zweigang-Getriebes, die Reibungskupplungen und der Antriebsmotor
werden nicht mitgedreht.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der
Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere
sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen
Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Antriebseinrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 einen Teilschnitt der Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab,
Fig. 3 einen Teilschnitt der Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab bei Anwendung der Antriebseinrichtung
in einem Mobilbagger.
In einem Gehäuse 1 ist eine Eingangswelle 2 drehbar gelagert,
die von einem nur schematisch dargestellten Antriebsmotor 3
angetrieben wird. Der Antriebsmotor 3 ist ausgeführt mit
stufenloser Drehzahl- und Drehmomentwandlung aus der
Anfangsdrehzahl Null heraus. Dafür ist insbsondere ein Hydromotor
geeignet. Aber auch die Anwendung eines Elektromotors ist möglich.
Ein in dem Gehäuse 1 angeordnetes Zweigang-Getriebe 4 ist als
Planetengetriebe ausgebildet. Ein inneres Zentralrad 5 des
Planetengetriebes ist mit der Eingangswelle 2 drehfest verbunden.
Außerdem gehört zu dem Zweigang-Getriebe 4 ein äußeres
Zentralrad 6 und eine Anzahl von Planetenrädern 7, die an einem
Planetenträger 8 gehalten sind.
Die beiden Gangstufen des Zweigang-Getriebes 4 sind über
zwei Reibungskupplungen 9 und 10 schaltbar. Die beiden
Reibungskupplungen 9 und 10 sind radial ineinander angeordnet
mit im wesentlichen gleicher axialer Erstreckung. Die radial
außenliegende Reibungskupplung 10 ist als Bremse ausgeführt,
wird jedoch im weiteren als Reibungskupplung bezeichnet. Beide
Reibungskupplungen 9 und 10 sind als Lamellenkupplungen
ausgeführt. Die radial innenliegende und damit kleinere
Reibungskupplung 9 weist Innenlamellen 11 auf, die über einen
Lamellenträger 12 drehfest mit der Eingangswelle 2 verbunden
sind. Außenlamellen 13 der innenliegenden Reibungskupplung 9
und Innenlamellen 14 der radial außenliegenden und damit
größeren Reibungskupplung 10 sind durch einen gemeinsamen
Lamellenträger 15 drehfest mit dem äußeren Zentralrad 6 verbunden.
Außenlamellen 16 der außenliegenden Reibungskupplung 10 sind in
einem Lamellenträger 17 drehfest gehalten, der mit dem Gehäuse 1
fest verbunden ist.
Die innenliegende Reibungskupplung 9 wird durch
Tellerfedern 18 über einen Kolben 20 geschlossen. Die
außenliegende Reibungskupplung 10 wird durch Tellerfedern 21
über einen Kolben 22 geschlossen. Die innenliegende
Reibungskupplung 9 kann durch einen Öldruck aufgesteuert werden,
der einem Zylinderraum 23 zugeführt wird. Die außenliegende
Reibungskupplung 10 kann durch einen Öldruck aufgesteuert werden,
der einem Zylinderraum 24 zugeführt wird.
Der Planetenträger 8 ist auf einer Zahnradwelle 25 gelagert,
die ihrerseits in dem Gehäuse 1 gelagert ist. Die Zahnradwelle 25
trägt ein Stirnrad 26, das mit einem weiteren Stirnrad 27 kämmt.
Die beiden Stirnräder 26 und 27 bilden zusammen eine
Stirnradstufe 28. Das Stirnrad 27 ist auf einer Ausgangswelle 30
befestigt, über die die Räder der Baumaschine angetrieben werden.
Zwischen dem Zweigang-Getriebe 4 und der Stirnradstufe 28
ist eine Trennkupplung 31 eingebaut, durch die die Verbindung
zwischen dem Zweigang-Getriebe 4 und der Stirnradstufe 28 ein-
und ausschaltbar ist.
Im folgenden wird die Funktion der Antriebseinrichtung
beschrieben: Im Stillstand des Fahrzeuges sind die beiden
Reibungskupplungen 9 und 10, die als Federspeicherkupplungen
ausgebildet sind, durch die Kraft der Tellerfedern 18 und 21
geschlossen. Dadurch sind die Räder des Zweigang-Getriebes 4
blockiert. Die Einrichtung wirkt als Haltebremse.
Zum Einschalten des ersten Ganges wird die radial
innenliegende Reibungskupplung 9 dadurch geöffnet, daß dem
Zylinderraum 23 Drucköl zugeführt wird. Der Kolben 20 wird
dadurch gegen die Kraft der Tellerfedern 18 nach links verschoben.
Ist das Zweigang-Getriebe 4 beispielsweise mit einer Übersetzung
von 1 : 4 ausgelegt, so stützt die radial außenliegende
Reibungskupplung 10 ein Haltemoment ab, das dem dreifachen Wert
des Eingangsdrehmomentes entspricht. An dem Planetenträger 8,
der über die geschlossene Trennkupplung 31 mit der
Stirnradstufe 28 und damit mit der Ausgangswelle 30 verbunden
ist, kann ein Ausgangsdrehmoment in der vierfachen Höhe des
Eingangsdrehmomentes abgenommen werden.
Zum Einschalten des zweiten Ganges wird die innenliegende
Reibungskupplung 9 geschlossen, während gleichzeitig die
außenliegende Reibungskupplung 10 geöffnet wird. Nach dem Vollzug
der Schaltung teilt sich das Eingangsdrehmoment in zwei Zweige
auf: 75 % des Eingangsdrehmomentes werden über die geschlossene
innere Reibungskupplung 9, den Lamellenträger 15, das äußere
Zentralrad 6, die Planetenräder 7 zu dem Planetenträger 8
geleitet. In einem zweiten, direkten Zweig werden 25 % des
Eingangsdrehmomentes von der Eingangswelle 2 über das innere
Zentralrad 5 und die Planetenräder 7 zu dem Planetenträger 8
geleitet. Der Planetenträger 8 leitet dann die summierte Leistung
an die Stirnradstufe 28 und die Ausgangswelle 30 weiter.
Im zweiten Gang, der dem Straßengang entspricht, ist das
äußere Zentralrad 6 mit dem inneren Zentralrad 5 über die
innenliegende Reibungskupplung 9 verspannt. Soll bei einem
Ausfall der Betriebsbremse das Fahrzeug abgebremst werden,
so wird der Zylinderraum 24 dosiert über ein nicht dargestelltes
Bremsventil entlüftet, so daß die außenliegende
Reibungskupplung 10 kontinuierlich und stetig geschlossen wird.
Durch die außenliegende Anordnung der Reibungskupplung 10 und
den dadurch vorhandenen großen Durchmesser der Innen- und
Außenlamellen 14 und 16 kann die bei hohen
Fahrzeuggeschwindigkeiten auftretende hohe Bremsenergie gut
aufgenommen werden. Bei einer Abbremsung im ersten Gang, im
Geländegang, erfolgt die Bremsung über die innenliegende
Reibungskupplung 9. Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beträgt
hierbei nur einen Bruchteil der Geschwindigkeit des zweiten
Ganges, so daß die innenliegende, kleinere Reibungskupplung 9 in
der Lage ist, die wesentlich geringere Bremsenergie aufzunehmen.
Auf diese Weise wirkt die Antriebseinrichtung als
Hilfsbetriebsbremse. Die vom Gesetzgeber vorgeschriebene
Vollbremsung aus maximaler Geschwindigkeit, d. h. bei
eingeschaltetem zweiten Gang, läßt sich bei der erfindungsgemäßen
Anordnung der Reibungskupplungen 9 und 10 in vorteilhafter Weise
durchführen, da die großen Lamellen eine große Reib- und
Bremsarbeit aufnehmen können und eine gute Ableitung der
auftretenden großen Wärme an das Gehäuse 1 gewährleisten.
Soll das Fahrzeug in Notfällen oder zum Versetzen
abgeschleppt werden, so wird die Trennkupplung 31 geöffnet. Damit
wird der Antriebsmotor 3 und das Zweigang-Getriebe 4 von der
Stirnradstufe 28 getrennt. Der Antrieb von der Radseite des
Fahrzeuges erfolgt nur bis zu der Stirnradstufe 28. Der
Planetensatz des Zweigang-Getriebes 4 sowie die
Reibungskupplungen 9 und 10 sind dabei stillgesetzt.
Außer den bisher genannten Vorteilen bietet die
erfindungsgemäße Antriebseinrichtung noch folgende Vorteile:
Die beiden Reibungskupplungen 9 und 10 werden durch in den
Lamellenträgern 12 und 15 angeordnete Bohrungen 32, 33 so gut
geschmiert, daß die durch die beiden Reibungskupplungen
gebildete Hilfsbetriebsbremse sehr verschleißarm arbeitet. Bei
der Verwendung der Antriebseinrichtung bei einem Mobilbagger muß
keine separate Bremsleitung für die Feststellbremse durch das
Drehgelenk geführt werden. Ein Anfahren aus dem Stand ist auch
bei Verwendung einer relativ kleinen Ölpumpe und bei niedrigen
Drehzahlen möglich, da nur eine sehr kleine Ölmenge zum Öffnen
einer der beiden Reibungskupplungen 9 oder 10 erforderlich ist.
Ein sehr kleiner Hub von etwa 0,2 mm genügt nämlich bereits zum
Lösen der Lamellen der Reibungskupplungen.
Unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten ergibt sich
mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Antriebseinrichtung der
Vorteil, daß das Fahrzeug nicht anfahren kann, ohne daß die
Trennkupplung geschlossen ist. Dadurch wird sichergestellt, daß
die Hilfsbetriebs- und Haltebremse voll funktionsfähig ist.
Bei Einbau der Antriebseinrichtung in einen Mobilbagger ist
es außerdem zweckmäßig und vorteilhaft, zwischen der
Eingangswelle 2 und dem Gehäuse 1 einen Wellendichtring 34
anzuordnen. Dadurch wird Lecköl, das an einem Drucköl-Anschluß 35
zu dem Zylinderraum 23 zwischen dem Gehäuse 1 und der
Eingangswelle 2 austreten könnte, auf einen Gehäuseraum 36
begrenzt, der in Fig. 3 links von dem Wellendichtring 34
vorgesehen ist. In dem Gehäuseraum 36 drehen sich nur
kreiszylindrische Teile, wie die Eingangswelle 2 und
Verbindungsteile 2 des Antriebsmotors 3. Eine Verwirbelung des
Öles beispielsweise durch verzahnte Teile ist nicht möglich. Das
Lecköl aus dem Gehäuseraum 36 wird über eine Steigleitung 37
automatisch in den im Oberwagen des Mobilbaggers angeordneten
Öltank abgeleitet. Durch die Anordnung des als Leckölsammelraum
dienenden Gehäuseraumes 36, der gegenüber dem Zweigang-Getriebe 4
abgedichtet ist, kann eine separate Absaugpumpe entfallen.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Eingangswelle
3 Antriebsmotor
4 Zweigang-Getriebe
5 inneres Zentralrad
6 äußeres Zentralrad
7 Planetenrad
8 Planetenträger
9 Reibungskupplung
10 Reibungskupplung
11 Innenlamelle
12 Lamellenträger
13 Außenlamelle
14 Innenlamelle
15 Lamellenträger
16 Außenlamelle
17 Lammellenträger
18 Tellerfeder
19 -
20 Kolben
21 Tellerfeder
22 Kolben
23 Zylinderraum
24 Zylinderraum
25 Zahnradwelle
26 Stirnrad
27 Stirnrad
28 Stirnradstufe
29 -
30 Ausgangswelle
31 Trennkupplung
32 Bohrung
33 Bohrung
34 Wellendichtring
35 Drucköl-Anschluß
36 Gehäuseraum
37 Steigleitung
2 Eingangswelle
3 Antriebsmotor
4 Zweigang-Getriebe
5 inneres Zentralrad
6 äußeres Zentralrad
7 Planetenrad
8 Planetenträger
9 Reibungskupplung
10 Reibungskupplung
11 Innenlamelle
12 Lamellenträger
13 Außenlamelle
14 Innenlamelle
15 Lamellenträger
16 Außenlamelle
17 Lammellenträger
18 Tellerfeder
19 -
20 Kolben
21 Tellerfeder
22 Kolben
23 Zylinderraum
24 Zylinderraum
25 Zahnradwelle
26 Stirnrad
27 Stirnrad
28 Stirnradstufe
29 -
30 Ausgangswelle
31 Trennkupplung
32 Bohrung
33 Bohrung
34 Wellendichtring
35 Drucköl-Anschluß
36 Gehäuseraum
37 Steigleitung
Claims (8)
1. Antriebseinrichtung mit einem von einem Antriebsmotor (3)
mit aus der Anfangsdrehzahl Null heraus stufenloser Drehzahl
und Drehmomentwandlung, insbesondere einem Hydromotor,
angetriebenen lastschaltbaren, als Planetengetriebe ausgebildeten
Zweigang-Getriebe (4), insbesondere für Mobilbagger und ähnliche
Baumaschinen, mit zwei über hydraulisch schaltbare
Reibungskupplungen (9, 10) wechselweise zu- und abschaltbaren
Gangstufen, mit wenigstens einer Ölpumpe zur Versorgung mit
Druck- und Schmieröl, wobei eine der Reibungskupplungen (9, 10)
als durch Öldruck aufsteuerbare Federspeicherkupplung ausgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die zweite Reibungskupplung (9, 10) als durch Öldruck aufsteuerbare Federspeicherkupplung ausgebildet ist,
- - daß beide Reibungskupplungen (9, 10) radial ineinander angeordnet sind und
- - daß beide Reibungskupplungen (9, 10) sowohl zur Schaltung der Gänge als auch als Haltebremse und als Hilfsbetriebsbremse dienen.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im ersten Gang die radial
außenliegende, größere Reibungskupplung (10) geschlossen und
die radial innenliegende, kleinere Reibungskupplung (9) offen
ist und daß im zweiten Gang die radial innenliegende
Reibungskupplung (9) geschlossen und die radial außenliegende
Reibungskupplung (10) offen ist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Betätigung der durch die
beiden Reibungskupplungen (9, 10) gebildeten Halte- oder
Hilfsbetriebsbremse die jeweils offene Reibungskupplung (9 bzw. 10)
über ein Bremsventil entlüftet wird.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß beide
Reibungskupplungen (9, 10) als Lamellenkupplungen ausgebildet
sind und einen gemeinsamen Lamellenträger (15) aufweisen, wobei
die eine Reibungskupplung (9) innerhalb und die andere
Reibungskupplung (10) außerhalb des Lamellenträgers (15)
angeordnet ist.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lamellenträger (15) mit
einem äußeren Zentralrad (6) des Zweigang-Getriebes (4) drehfest
verbunden ist.
6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Anschluß an das Zweigang-
Getriebe (4) eine Stirnradstufe (28) angeordnet ist und daß
zwischen dem Lastschaltteil mit dem Planetensatz des Zweigang-
Getriebes (4) und der Stirnradstufe (28) eine Trennkupplung (31)
für eine Unterbrechung des Antriebsstranges eingebaut ist.
7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Eingangswelle (2)
und dem Gehäuse (1) ein Wellendichtring (34) angordnet ist, der
einen als Leckölsammelraum dienenden Gehäuseraum (36) von einem
das Zweigang-Getriebe (4) enthaltenden Raum des Gehäuses (1)
trennt.
8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gehäuseraum (36) über
eine Steigleitung (37) mit einem zentralen Ölsammelbehälter
verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3907382A DE3907382A1 (de) | 1988-03-11 | 1989-03-08 | Antriebseinrichtung mit einem zweiganggetriebe |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3808067 | 1988-03-11 | ||
DE3907382A DE3907382A1 (de) | 1988-03-11 | 1989-03-08 | Antriebseinrichtung mit einem zweiganggetriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3907382A1 true DE3907382A1 (de) | 1989-09-21 |
Family
ID=25865814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3907382A Withdrawn DE3907382A1 (de) | 1988-03-11 | 1989-03-08 | Antriebseinrichtung mit einem zweiganggetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3907382A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2697089B1 (de) | 2011-04-14 | 2018-08-29 | Rainer M. Puls | Elektrischer fahrantrieb für elektrofahrzeuge |
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-
1989
- 1989-03-08 DE DE3907382A patent/DE3907382A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16H 61/00 |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |