DE4206101C2 - Hydromechanisches Antriebssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydromechanisches Antriebssystem bestehend aus einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise und einem mechanischen Getriebe, insbesondere einem Zahnradgetriebe, wobei die Axialkolben­ maschine eine mit Arbeitszylindern versehene Zylindertrommel aufweist und eine Steuerfläche, in der Druckmittelkanäle münden, wobei die Arbeitszylinder bei Rotation der Zylinder­ trommel periodisch mit den Druckmittelkanälen verbunden sind.

Aus der DE 32 35 378 A1 ist ein Antriebssystem bekannt, das für den Antrieb einer Gleiskette oder als Radantrieb eines Arbeits­ fahrzeugs vorgesehen ist. Bei diesem Antriebssystem des Standes der Technik ist die Axialkolbenmaschine in das Getriebe teil­ weise integriert. Die Zylindertrommel und die Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine sind samt dem sie umgebenden Gehäuse in einem Hohlraum des Planetenträgers (Steg) der letzten Stufe des Planetengetriebes angeordnet, wodurch gegenüber anderen hydro­ mechanischen Antriebssystemen der Bauraum in axialer Richtung reduziert ist. Allerdings sind die radialen Abmessungen dieses Systems größer als bei einer einzelnen Axialkolbenmaschi­ ne. Darüber hinaus sind im Anschluß an die eigentliche Baulänge des Antriebssystems noch weitere Bauteile angeordnet, nämlich die mit Druckmittelkanälen zum Zu- und Abfluß von Druckmittel versehene Steuerbodenaufnahme.

Die GB 1 335 666 zeigt und beschreibt ein gattungsgemäßes hydromechanisches Antriebssystem, bei dem am Außenumfang der Zylindertrommel das Sonnenrad der ersten Stufe eines zweistufi­ gen Planetengetriebes angeformt ist. Das Hohlrad der ersten Stufe und die Anschlußplatte, welche die Druckmittelkanäle zur Versorgung der Arbeitszylinder enthält, sind einstückig mitein­ ander gebildet, wobei das Hohlrad die Zylindertrommel in axia­ ler Richtung übergreift. Die Axialkolbenmaschine und das Planetengetriebe sind radial ineinander geschachtelt, was in axialer Richtung geringe Abmessungen ergibt.

Bedingt durch den vorgegebenen Außendurchmesser der Zylinder­ trommel liegt der Durchmesser des Sonnenrades der ersten Stufe fest und es ergeben sich daher bei ebenfalls vorgegebe­ ner Übersetzung bestimmte Mindestabmessungen in radialer Rich­ tung, die nicht unterschritten werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydromechanisches Antriebssystem der eingangs genannten Art mit geringen Abmessungen in radialer und axialer Richtung zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß axial zwischen der Zylindertrommel und der Steuerfläche ein als Getriebeelement eines Getriebes ausgebildetes oder mit einem Getriebeelement eines Getriebes verbundenes Bauteil angeordnet ist, das zur Verbindung der steuerflächenseitigen Druckmittelkanäle mit den zylindertrommelseitigen Arbeitszylindern Ausnehmungen aufweist. Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin eine Anordnung vorzusehen, bei der nicht, wie bei den Antriebssystemen des Standes der Technik üblich, das Getriebe dem Bereich der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine axial benachbart oder radial über der Zylindertrommel angeordnet ist, sondern in den Bereich der Steuerfläche angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße hydromechanische Antriebssystem ist nicht auf eine Anwendung beschränkt, bei der die Axialkolbenmaschine eingangsseitig angeordnet ist, also als Motor dient, und das mechanische Getriebe ausgangsseitig vorgesehen ist, sondern es ist auch möglich, die Axialkolbenmaschine als Pumpe mit vorgeschaltetem mechanischen Getriebe zu verwenden. Im letztgenannten Fall bildet das mechanische Getriebe den Eingangsteil des hydromechanischen Antriebssystems.

Bei dem Getriebeelement kann es sich beispielsweise um ein Zahnrad eines Stirnradgetriebes handeln oder um ein Reibrad eines Reibradgetriebes. Zum Erreichen minimaler Abmessungen ist es jedoch gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstands vorteilhaft, wenn das Getriebe aus einem zumindest einstufigen Planetengetriebe besteht und das Getriebeelement als Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet ist, wobei die Zylinder­ trommel drehfest mit dem Sonnenrad in Eingriff steht und der Steg des Planetengetriebes mit einem drehbaren Abgriffselement verbunden ist. Es ist jedoch auch möglich andere Bauteile des Planetengetriebes, z. B.. das Sonnenrad oder den Steg als erfindungsgemäß angeordnetes Getriebeelement vorzusehen. An Stelle eines Planetengetriebes kann auch ein Cyclo-Getriebe vorgesehen sein.

Besonders günstig ist eine Anordnung, bei der das Hohlrad axial zwischen der Steuerfläche und der mit der Steuerfläche zusammen­ wirkenden Stirnseite der Zylindertrommel angeordnet ist und zur Verbindung der steuerflächenseitigen Druckmittelkanäle mit den zylindertrommelseitigen Arbeitszylindern vorgesehene Aus­ nehmungen aufweist. Eine derartige Anordnung weist gegenüber einer einzelnen Axialkolbenmaschine in axialer Richtung nur geringfügig vergrößerte Abmessungen auf. Sofern der Außendurch­ messer des Hohlrads den Außendurchmesser der Zylindertrommel nicht oder nur unwesentlich übersteigt, gehen die radialen Abmessungen des erfindungsgemäß ausgestalteten Antriebssystems nicht über diejenigen einer einzelnen Axialkolbenmaschine hinaus.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Getriebe schaltbar. Hierzu erweist es sich als günstig, wenn das Hohlrad um eine koaxial zur Rotationsachse der Zylindertrommel angeordnete Mittelachse drehbar und mittels schaltbarer Kupplungen mit der Zylindertrommel und/oder einem feststehenden Gehäuseteil verbindbar ist. Dabei ist es zweckmäßig, die Kupplungen unter Last schaltbar auszubilden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungs­ gegenstands weist eine erste schaltbare Kupplung mindestens eine um den Außenumfang der Zylindertrommel angeordnete, kreisringförmige Lamelle auf, die drehfest mit der Zylinder­ trommel verbunden und in Richtung zu der der Zylindertrommel zugewandten Stirnseite des Hohlrades axial beweglich ist. Auf diese Weise kann das Hohlrad drehfest mit der Zylindertrommel verbunden werden. In diesem Fall ist dann die Axialkolben­ maschine auf Durchtrieb geschaltet, d. h.. die Abtriebswelle des hydromechanischen Antriebssystems hat dieselbe Drehzahl wie die Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine.

Wenn die Lamelle durch eine federkraftbelastete, hydraulisch lösbare Vorrichtung zu der der Zylindertrommel zugewandten Stirnseite des Hohlrades hin beaufschlagbar ist, erfolgt die Schaltung auf Durchtrieb zwangsweise, sobald die Vorrichtung nicht mit Druck beaufschlagt ist.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß eine zweite schaltbare Kupplung mindestens eine in einer axialen Ringnut des Gehäuses angeordnete kreisring­ förmige Lamelle aufweist, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden und in Richtung zu der dem Gehäuse zugewandten Stirnseite des Hohlrades axial beweglich ist. Bei gelöster erster Kupplung und geschalteter zweiter Kupplung ist das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse der Axialkolbenmaschine verbunden. Da die Zylindertrommel gegenüber dem Hohlrad in dieser Schaltstellung drehbar ist, jedoch mit dem Sonnenrad drehfest in Verbindung steht, befindet sich das Antriebssystem in Untersetzungsschaltung.

Auch für die zweite Kupplung ist es zweckmäßig, wenn die Lamelle durch mindestens eine federkraftbelastete, hydraulisch entlastbare Vorrichtung zu der dem Gehäuse zugewandten Stirnseite des Hohlrades hin beaufschlagbar ist.

Anstelle der beschriebenen Anordnung der Kupplungen können gemäß einer anderen, besonders vorteilhaften Anordnung die an beiden Stirnseiten des Hohlrades vorgesehenen Lamellen in Wirkverbindung mit einer innerhalb des Hohlrades angeordneten, federkraftbelasteten und hydraulisch entlastbaren Vorrichtung stehen, die in Richtung der Zylindertrommel bzw. des Gehäuses axial beweglich ist.

Dabei ist es günstig, wenn die in Wirkverbindung mit den Lamellen stehende Vorrichtung jeweils eine Ringnut in der Stirnseite des Hohlrades aufweist, in der ein federkraftbelasteter, axial beweglicher Ringkolben angeordnet ist, der eine mit Druckmittel beaufschlagbare, der Wirkrichtung der Federkraft entgegengesetzt wirksame Kolbenfläche aufweist, wobei jeder Ringkolben einzeln betätigbar ist.

Neben der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung bei der als Getriebeelement ein Hohlrad eines Planetengetriebes axial zwischen der gehäusefesten Steuerfläche und der Stirnseite der rotierenden Zylindertrommel angeordnet ist, wird zur Lösung der obengenannten Aufgabe weiterhin vorgeschlagen, daß in einem Bereich, der der steuerflächennahen Stirnseite der Zylindertrommel axial gegenüberliegt und sich radial unterhalb der in der Steuerfläche mündenden Druckmittelkanäle befindet, ein als Getriebeelement eines Getriebes ausgebildetes oder mit einem Getriebeelement eines Getriebes verbundenes Bauteil angeordnet ist.

Von besonderem Vorteil ist es hierbei, wenn das Getriebeelement an der Anschlußplatte der Axialkolbenmaschine, in der die in der Steuerfläche mündenden Druckmittelkanäle angeordnet sind, befestigt oder einstückig an diesem gebildet ist.

Zum Erzielen minimaler Abmessungen ist es zweckmäßig, wenn das Getriebe aus einem zumindest einstufigen Planetengetriebe besteht und das Getriebeelement als Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet ist, wobei die Zylindertrommel drehfest mit dem Sonnenrad in Eingriff steht und der Steg des Planetengetriebes mit einem drehbaren Abgriffselement verbunden ist. Das Getriebeelement ist somit Hohlrad eines Planetengetriebes, das demnach gehäusefest (drehfest) ist.

Besonders günstig ist es, wenn zwischen einer am Außenumfang der Zylindertrommel gebildeten Fläche und der Innenwandung des Gehäuses mindestens ein Lager vorgesehen ist. Die Zylindertrommel ist also nicht auf einer Welle abgestützt, sondern direkt im Gehäuse der Axialkolbenmaschine.

Zweckmäßigerweise ist dabei das Lager im Bereich der Schrägscheibe angeordnet und ist ein weiteres Lager zur Abstützung der Zylindertrommel von dem Sonnenrad des Planetengetriebes gebildet, wobei das Sonnenrad mit der Zylindertrommel drehfest verbunden ist. Auf diese Weise kann auf eine der Axialkolbenmaschine zugeordnete Welle, auf der normalerweise die Zylindertrommel abgestützt ist und die als Abtrieb dient, verzichtet werden. Die somit ausführbare wellenlose Axialkolbenmaschine ermöglicht vollkommen neue Anwendungsbereiche.

Gemäß einer damit ermöglichten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems ist vorgesehen, daß eine die Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine und das Sonnenrad des Planetengetriebes durchsetzende Getriebewelle mit beidseitigen kraft- und/oder formschlüssigen Befestigungsvorrichtungen als Abgriffselement vorgesehen ist. Es wird also die abtriebsseitige Getriebewelle des hydromechanischen Antriebssystems durch die Axialkolbenmaschine hindurch geführt.

Diese Konstruktion kann mit Vorteil angewendet werden bei einem Fahrzeugantrieb eines Fahrzeuges mit zumindest zwei angetriebenen Achsen, wobei das hydromechanische Antriebssystem zwischen den beiden Achsen angeordnet ist und zu den Achsen jeweils eine Antriebswelle geführt ist, die mit einem Ende der Getriebewelle des hydromechanischen Antriebssystems verbunden ist. Bei Fahrzeugantrieben des Standes der Technik, die zwischen zwei angetriebenen Achsen angeordnet sind, weist das hydromechanische Antriebssystem in der Regel eine mit der Abtriebswelle der Axialkolbenmaschine verbundene Eingangswelle und eine parallel dazu angeordnete Ausgangswelle auf, wobei Eingangswelle und Ausgangswelle mit schaltbaren Stirnrädern versehen sind. Gegenüber einer solchen Konstruktion ergibt sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Antriebssystems eine erhebliche Ersparnis an Bauraum und an herzustellenden und zu montierenden Einzelteilen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes hydromechanisches Antriebssystem;

Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Hohlrad eines Planetengetriebes mit integrierter Betätigungsvorrichtung

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erste Variante des Antriebssystems;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine zweite Variante des Antriebssystems;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine dritte Variante des Antriebssystems.

Das erfindungsgemäße hydromechanische Antriebssystem weist in einer Anschlußplatte 1 angeordnete Druckmittelkanäle 2 und 3 auf, die der Zu- und Abfuhr von Druckmittel zu den Arbeits­ zylindern 4 einer Zylindertrommel 5 einer in Schrägscheiben­ bauweise ausgeführten Axialkolbenmaschine dienen.

In den Arbeitszylindern sind Kolben 6 längsbeweglich und gegen eine Schrägscheibe 7 abgestützt. Bei der gezeigten Axialkolben­ maschine handelt es sich um eine solche mit konstantem Förder- bzw. Schluckvolumen, bei der also der Winkel zwischen der Rotationsachse und der Schrägscheibe unveränderlich ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Maschinen beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Axialkolbenmaschinen mit verstellbarem Schrägscheibenwinkel.

Die Zylindertrommel 5 ist drehfest mit einer Welle 8 verbunden, die mit dem in der Figur rechten Ende im Bereich der Schräg­ scheibe 7 in einem die Zylindertrommel 5 umgebenden Gehäuse 9 gelagert ist und mit dem in der Figur linken Ende in einer axial anschließenden Getriebewelle 10. Die Getriebewelle 10 ist in der Anschlußplatte 1 gelagert und an dem in der Figur linken Ende mit einem Anschlußflansch 10a versehen.

Die Druckmittelkanäle 2 und 3 münden in einer an der Anschluß­ platte 1 gebildeten Steuerfläche 11. Es ist allerdings auch möglich, daß die Steuerfläche 11 an einem mit der Anschluß­ platte 1 verbundenen Bauteil, beispielsweise einem scheiben­ förmigen, sogenannten Steuerboden, gebildet ist. In diesem Fall könnte man die Anschlußplatte auch als Steuerbodenaufnahme bezeichnen.

Zwischen der Steuerfläche 11 und der gegenüberliegenden Stirnseite der Zylindertrommel 5 ist ein Hohlrad 12 eines Planetengetriebes angeordnet, wobei das Hohlrad 12 mit Ausnehmungen 13 versehen ist, die der Verbindung der Druckmittelkanäle 2 und 3 der Anschlußplatte 1 mit den Arbeitszylindern 4 der Zylindertrommel 5 dienen. Das Planetengetriebe weist ein Sonnenrad 14 auf, das drehfest mit der Welle 8 verbunden oder einstückig an diesem gebildet ist. Der die Planetenräder 15 tragende Steg 16 des Planetengetriebes ist drehfest mit der Getriebewelle 10 verbunden.

Der Außendurchmesser des Hohlrades 12 übersteigt den Außen­ durchmesser der Zylindertrommel 5 geringfügig. Am Außenumfang der Zylindertrommel 5 ist benachbart dem Hohlrad 12 eine drehfest jedoch axial beweglich mit der Zylindertrommel 5 verbundene, kreisringförmige Lamelle 17 vorgesehen, die durch eine hydraulisch entlastbare Vorrichtung 18 in Richtung zum Hohlrad 12 federkraftbeaufschlagt ist. Die Vorrichtung 18 weist einen Ringzylinder 18a auf, der von einer Feder 18b in Richtung zur Lamelle 17 beaufschlagt ist, wobei sich die Feder 18b gegen einen ortsfesten Ringkolben 18c abstützt. Zwischen dem Ringkolben 18c und dem Ringzylinder 18a ist ein Ringraum 18d gebildet, der an einen Kanal 18e angeschlossen ist. Wenn der Kanal 18e und damit der Ringraum 18d mit Druckmittel beaufschlagt sind, ist der Ringzylinder 18a in die in der Figur gezeigte Position verschoben und die Lamelle 17 gelöst.

Auf der der Anschlußplatte 1 zugewandten Seite des Hohlrades 12 ist in einer axialen Ringnut der Anschlußplatte 1 eine kreisringförmige Lamelle 19 angeordnet, die durch eine federkraftbelastete, hydraulisch entlastbare Vorrichtung 20 beaufschlagbar ist. Die Vorrichtung besteht aus mehreren konzentrisch zur Drehachse des Hohlrades in der Anschlußplatte 1 angeordneten, axial beweglichen Kolben 20a, die jeweils von einer Feder 20b in Richtung zur Lamelle 19 beaufschlagt sind. Der Kolben 20a ist durch Befüllen eines Ringraumes 20c mit Druckmittel nach in der Figur links bewegbar.

In Fig. 2 ist das Hohlrad 12 des Planetengetriebes in Seitenansicht dargestellt. Die Ausnehmungen 13 sind als Bohrungen aufgeführt. Diese können auch versetzt zueinander angeordnet sein. Die an den Enden der Druckmittelkanäle 2 und 3 gebilden Steuernieren sind strichpunktiert dargestellt.

Das in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße hydromechanische Antriebssystem funktioniert wie folgt: Druckmittel strömt durch einen der Druckmittelkanäle 2 oder 3 durch die im Bereich der Steuerniere gelegenen Ausnehmungen 13 in die Arbeitszylinder 4 der Zylindertrommel 5 und drückt die Arbeitskolben 6 gegen die Schrägscheibe 7, wodurch die Zylindertrommel 5 und damit die Welle 8 in Drehung versetzt wird. Wenn die beiden Vorrichtungen 18 und 20 durch Druckmittel beaufschlagt sind, so befinden sich die Lamellen 17 und 19 außer Eingriff mit den Stirnseiten des Hohlrades 12, d. h.. die Kupplungen sind geöffnet, was in Fig. 1 dargestellt ist. Das Hohlrad 12 ist daher frei drehbar. Damit befindet sich das hydromechanische Antriebssystem in Freilauf- Schaltung, in der an der Getriebewelle 10 kein Drehmoment abgegriffen werden kann.

Bei geschlossenen Kupplungen, was durch Ablassen von Druck­ mittel aus den Vorrichtungen 18 und 20 erreicht wird, ist das Hohlrad sowohl mit der Anschlußplatte 1 als auch mit der Zylindertrommel 5 drehfest verbunden. Das hydromechanische Antriebssystem befindet sich daher in Bremspunkt-Schaltung. Das Planetengetriebe wirkt dabei als Gesperre.

Wird das Hohlrad 12 nur mit der Zylindertrommel 5 drehfest verbunden, so rotieren die Zylindertrommel 5, das Hohlrad 12 und das Sonnenrad 14 mit gleicher Drehzahl. Die Planetenräder 15 rotieren daher nicht um ihre Rotationsachse, sondern laufen mit dem Steg 16 mit gleicher Drehzahl um wie die genannten Elemente. Das hydromechanische Antriebssystem befindet sich in Durchtrieb-Schaltung.

Wird das Hohlrad 12 nur mit der Anschlußplatte 1 drehfest verbunden, so entspricht dies einem gehäusefesten stillstehenden Hohlrad. Daher wird die Drehzahl des Sonnenrades 14 untersetzt. Der Steg 16 und damit die Getriebewelle 10 rotieren mit geringerer Drehzahl als das Sonnenrad 14.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein anders ausgebildetes Hohlrad 12 gezeigt. An Stelle der Vorrichtungen 18 und 20 zur Koppelung des Hohlrades 12 mit der Zylindertrommel 5 und/oder der Anschlußplatte 1 ist eine Vorrichtung 21 vorgesehen, die innerhalb des Hohlrads 12 angeordnet ist. Diese in Wirk­ verbindung mit den Lamellen 17 und 19 stehende Vorrichtung 21 besteht aus axialen Ringnuten an den Stirnseiten des Hohlrades 12, in denen jeweils ein federkraftbelasteter Ringkolben 21a bzw. 21b axial beweglich ist. Die Ringnuten sind durch mehrere am Umfang des Hohlrads 12 verteilte Axialbohrungen miteinander verbunden. In jeder Axialbohrung ist eine Druckfeder 21c an­ geordnet, die die Ringkolben 21a und 21b auseinanderdrückt. Die Zufuhr von Druckmittel zu den zwecks axialer Bewegung der Ringkolben 21a und/oder 21b beaufschlagbaren Kolbenflächen erfolgt jeweils über eine Bohrung im Hohlrad 12, die am Außen­ umfang des Hohlrads 12 in einer Ringkammer 21d bzw. 21e mündet. Die Ringkammern 21d und 21e sind mit Hilfe dreier am Außen­ umfang des Hohlrades 12 voneinander beabstandeter Dichtringe gebildet. Jede Ringkammer ist auf in der Figur nicht dar­ gestellte Weise an eine Druckmittelquelle angeschlossen. Die Ringkammern können gemeinsam oder getrennt voneinander mit Druckmittel beaufschlagt werden. Somit können die Ringkolben 21 und 21b gemeinsam oder getrennt voneinander entgegen der Kraft der Druckfedern 21c durch Beaufschlagen der Kolbenflächen axial nach innen bewegt werden.

An Stelle von in Ringnuten angeordneten Ringkolben ist es auch möglich, mehrere am Umfang verteilte, durchgehende Axial­ bohrungen vorzusehen, in denen jeweils zwei zylindrische Kolben gegenüberliegend angeordnet sind, zwischen denen sich eine Druckfeder befindet. Allerdings gestaltet sich dann die Zufuhr von Druckmittel zu den Kolbenflächen schwieriger.

Das Hohlrad 12 weist an den Stirnseiten axiale Fortsätze 12a und 12b auf, die an den Innenseiten mit einer Keilverzahnung versehen sind, in denen jeweils eine oder mehrere Kupplungs­ lamellen verdrehfest und axial beweglich sind. Zum axialen Außenende hin sind jeweils ringförmige Anschlagscheiben vorgesehen. Die Kupplungslamellen verhindern eine Rotation der Ringkolben 21a und 21b in den Ringnuten. Wenn allerdings die Ringkolben 21a und 21b mit einer Verdrehsicherung in den Ringnuten angeordnet sind, kann auf die Kupplungslamellen verzichtet werden, insbesondere dann, wenn die Ringkolbe 21a und 21b an den äußeren Stirnseiten mit Reibflächen versehen sind.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 ist besonders platzsparend und besteht aus nur wenigen Einzelteilen.

Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 1 in mehreren Merkmalen (gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen).

Das hydromechanische Antriebssystem ist dabei nicht mit einem Wellenabtrieb versehen, sondern mit einem Nabenabtrieb. Die Anschlußplatte 1, die beim Erfindungsgegenstand nach Fig. 1 neben ihrer eigentlichen Funktion (stirnseitiger Abschluß des Gehäuses der Axialkolbenmaschine und Druckmittelanschluß) lediglich die Lagerung der Getriebewelle 10 übernimmt, ist dabei als Nabenträger und Gehäuse für ein zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet.

Das Hohlrad 12 ist direkt an der Anschlußplatte im Bereich der Druckmittelkanäle 2 und 3 gebildet und dient als Hohlrad der ersten Stufe des Planetengetriebes. Anders ausgedrückt, die Steuerbodenaufnahme der Axialkolbenmaschine ist als Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet. Das Planetengetriebe ist gemäß dieser Variante des Erfindungsgegenstands nicht schaltbar, jedoch bremsbar. Hierzu sind Bremslamellen 22 abwechselnd drehfest mit dem Steg 16 der ersten Stufe des Planetengetriebes bzw. mit der Anschlußplatte 1 verbunden. Darüber hinaus sind mehrere gegen Federkraft hydraulische betätigbare Bremskolben 23 in der Anschlußplatte 1 angeordnet, wobei in der Figur allerdings nur ein Bremskolben 23 dargestellt ist.

Die Axialkolbenmaschine weist keine eigene, zum Abtrieb vorgesehene Welle auf. Die Zylindertrommel 5 ist über eine Hohlverzahnung 24 mit dem als Zahnwelle ausgebildeten Sonnenrad 14 der ersten Stufe des Planetengetriebes verbunden. Das Sonnenrad 14 dient gleichzeitig als Abstützung des einen Endes der Zylindertrommel 5. Im Bereich der Schrägscheibe 7 der Axialkolbenmaschine ist am Gehäuse 9 ein Zapfen 9a gebildet, der in eine zentrische Ausnehmung der Zylindertrommel 5 hineinragt und mit einem Wälzlager 25 versehen ist, das die rotierende Zylindertrommel 5 am anderen Ende abstützt.

Der Drehmomentabgriff an der ersten Stufe des Planetengetriebes erfolgt über den Steg 16, der drehfest mit einem als Zahnwelle ausgebildeten Sonnenrad 26 der zweiten Stufe des Planeten­ getriebes verbunden ist. Der Steg der zweiten Stufe wird von der Nabe 27 gebildet. Das Hohlrad 28 der zweiten Stufe ist an der als Nabenträger fungierenden Anschlußplatte 1 angeformt.

Die in Fig. 5 dargestellte Variante des Erfindungsgegenstands unterscheidet sich von der Variante nach Fig. 4 dadurch, daß an Stelle der Lagerung der Zylindertrommel auf dem Zapfen 9a ein Lager 28 am Außenumfang der Zylindertrommel 5 im Bereich der Schrägscheibe 7 angeordnet ist. Damit weist die Axial­ kolbenmaschine keine eigene Welle zur Lagerung und zum Abtrieb auf. Bei dieser Konstruktion werden für das hydro­ mechanische Antriebssystem zwei Wälzlager benötigt, nämlich ein Wälzlager 29 zwischen der Nabe 27 und der Anschluß­ platte 1 und das Wälzlager 28 zwischen der Zylindertrommel 5 und dem Gehäuse 9.

In Fig. 6 ist eine Variante des Erfindungsgegenstands dargestellt, die konstruktiv an der Variante nach Fig. 1 orientiert ist, wobei aber, wie insbesondere bei der Variante nach Fig. 5 gezeigt, durch die Außenlagerung der Zylinder­ trommel 5 und Abstützung auf dem Sonnenrad 14 des hier wieder einstufig ausgebildeten Planetengetriebes die Axialkolben­ maschine keine eigene Welle zur Lagerung der Zylindertrommel 5 und zum Abtrieb aufweist. Der dadurch gewonnene Platz ermöglicht die Verwendung einer Getriebewelle 10, die durch die Axialkolbenmaschine hindurch erstreckt ist. Es ergeben sich dabei zwei wesentliche Vorteile. Zum einen ist ein Abtrieb beiderseits des hydromechanischen Antriebssystems ermöglicht, zum andern ist der Abstand zwischen den beiden Lagern 30 und 31 der Getriebewelle erheblich vergrößert. Ein derartiges Antriebs­ system eignet sich ausgezeichnet als Fahrzeugantrieb eines mit zwei angetriebenen Achsen ausgerüsteten Fahrzeugs. An den Enden der Getriebewelle 10 sind Befestigungsvorrichtungen 32 und 33 angeordnet, an die als Gleichlauf-Gelenkwellen ausgebildete Antriebswellen zu den Ausgleichsgetrieben angeschlossen werden können.

Claims (19)

1. Hydromechanisches Antriebssystem bestehend aus einer hydrostatischen Axialkolben­ maschine in Schrägscheibenbauweise und einem mechanischen Getriebe, insbesondere einem Zahnradgetriebe, wobei die Axialkolbenmaschine eine mit Arbeitszylindern versehene Zylindertrommel aufweist und eine Steuerfläche, in der Druckmittelkanäle münden, wobei die Arbeitszylinder bei Rotation der Zylindertrommel periodisch mit den Druckmittelkanälen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen der Zylindertrommel (5) und der Steuerfläche (11) ein als Getriebeelement eines Getriebes ausgebildetes oder mit einem Getriebeelement eines Getriebes verbundenes Bauteil angeordnet ist, das zur Verbindung der steuerflächenseitigen Druckmittelkanäle (2, 3) mit den zylindertrommelseitigen Arbeitszylindern (4) Ausnehmungen (13) aufweist.

2. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus einem zumindest einstufigen Planetengetriebe besteht und das Getriebe­ element als Hohlrad (12) des Planetengetriebes ausgebildet ist, wobei die Zylindertrommel (5) drehfest mit dem Sonnenrad (14) in Eingriff steht und der Steg (16) des Planetengetriebes mit einem drehbaren Abgriffselement verbunden ist.

3. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (12) axial zwischen der Steuerfläche (11) und der mit der Steuerfläche (11) zusammenwirkenden Stirnseite der Zylindertrommel (5) angeordnet ist und zur Verbindung der steuerflächen­ seitigen Druckmittelkanäle (2, 3) mit den zylindertrommel­ seitigen Arbeitszylindern (4) vorgesehene Ausnehmungen (13) aufweist.

4. Hydromechanisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe schaltbar ist.

5. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (12) um eine koaxial zur Rotationsachse der Zylindertrommel (5) angeordnete Mittelachse drehbar gelagert und mittels schaltbarer Kupplungen mit der Zylindertrommel (5) und/oder einem feststehenden Gehäuseteil verbindbar ist.

6. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen unter Last schaltbar sind.

7. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste schaltbare Kupplung mindestens eine um den Außenumfang der Zylindertrommel (5) angeordnete, kreisringförmige Lamelle (17) aufweist, die drehfest mit der Zylindertrommel (5) verbunden und in Richtung zu der der Zylindertrommel (5) zugewandten Stirnseite des Hohlrades (12) axial beweglich ist.

8. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (17) durch eine federkraftbelastete, hydraulisch lösbare Vorrichtung (18) zu der der Zylindertrommel (5) zugewandten Stirnseite des Hohlrades (12) hin beaufschlagbar ist.

9. Hydromechanisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite schaltbare Kupplung mindestens eine in einer axialen Ringnut des Gehäuses angeordnete kreisringförmige Lamelle (19) aufweist, die drehfest mit dem Gehäuse verbunden und in Richtung zu der dem Gehäuse zugewandten Stirnseite des Hohlrades (12) axial beweglich ist.

10. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (19) durch mindestens eine federkraftbelastete, hydraulisch entlastbare Vorrichtung (20) zu der dem Gehäuse zugewandten Stirnseite des Hohlrades (12) hin beaufschlagbar ist.

11. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an beiden Stirnseiten des Hohlrades (12) vorgesehenen Lamellen (17, 19) in Wirkverbindung mit einer innerhalb des Hohlrades (12) angeordneten, federkraftbelasteten und hydraulisch entlastbaren Vorrichtung (21) stehen, die in Richtung der Zylindertrommel (5) bzw. des Gehäuses axial beweglich ist.

12. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in Wirkverbindung mit den Lamellen (17,19) stehende Vorrichtung (21) jeweils eine Ringnut in der Stirnseite des Hohlrads (12) aufweist, in der ein federkraftbelasteter Ringkolben (21a, 21b) angeordnet ist, der eine mit Druckmittel beaufschlagbare, der Wirkrichtung der Federkraft entgegengesetzt wirksame Kolbenfläche aufweist, wobei jeder Ringkolben (21a, 21b) einzeln betätigbar ist.

13. Hydromechanisches Antriebssystem bestehend aus einer hydrostatischen Axialkolben­ maschine in Schrägscheibenbauweise und einem mechanischen Getriebe, insbesondere einem Zahnradgetriebe, wobei die Axialkolbenmaschine eine mit Arbeitszylindern versehene Zylindertrommel aufweist und eine Steuerfläche, in der Druckmittelkanäle münden, wobei die Arbeitszylinder bei Rotation der Zylindertrommel periodisch mit den Druckmittelkanälen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich, der der steuerflächennahen Stirnseite der Zylindertrommel (5) axial gegenüberliegt und sich radial unterhalb der in der Steuerfläche mündenden Druckmittelkanäle (3) befindet, ein als Getriebeelement eines Getriebes ausgebildetes oder mit einem Getriebeelement eines Getriebes verbundenes Bauteil angeordnet ist.

14. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement an der Anschlußplatte (1) der Axialkolbenmaschine, in der die in der Steuerfläche mündenden Druckmittelkanäle (2, 3) angeordnet sind, befestigt oder einstückig an diesem gebildet ist.

15. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus einem zumindest einstufigen Planetengetriebe besteht und das Getriebeelement als Hohlrad (12) des Planetengetriebes ausgebildet ist, wobei die Zylindertrommel (5) drehfest mit dem Sonnenrad (14) in Eingriff steht und der Steg (16) des Planetengetriebes mit einem drehbaren Abgriffselement verbunden ist.

16. Hydromechanisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer am Außenumfang der Zylindertrommel (5) gebildeten Fläche und der Innenwandung des Gehäuses (9) mindestens ein Lager (28) vorgesehen ist.

17. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (28) im Bereich der Schrägscheibe (7) angeordnet und ein weiteres Lager zur Abstützung der Zylindertrommel (5) von dem Sonnenrad (14) des Planetengetriebes gebildet ist.

18. Hydromechanisches Antriebssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Zylindertrommel (5) der Axialkolbenmaschine und das Sonnenrad (14) des Planetengetriebes durchsetzende Getriebewelle (10) mit beidseitigen kraft- und/oder formschlüssigen Befestigungsvorrichtungen (32, 33) als Abgriffselement vorgesehen ist.

19. Anwendung eines hydromechanischen Antriebssystems nach Anspruch 18 auf einen Fahr­ zeugantrieb eines Fahrzeugs mit zumindest zwei angetriebenen Achsen, wobei das hydro­ mechanische Antriebssystem zwischen den beiden Achsen angeordnet ist und zu den Achsen jeweils eine Antriebswelle geführt ist, die mit einem Ende der Getriebewelle (10) des hydromechanischen Antriebssystems verbunden ist.