DE4206102C2 - Hydromechanisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydromechanisches Getriebe, bestehend aus einem hydrostatischen Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise und einem nachgeschalteten, zumindest einstufigen Planetengetriebe, dessen Drehachse gleich ist der Drehachse des Axialkolbenmotors, wobei das Hohlrad des Planetengetriebes mit der Innenseite einer das Planetengetriebe und den Axialkolbenmotor radial umgebenden Nabe in Verbindung steht, die auf einem mit dem Steg verbundenen, drehfesten Nabenträger gelagert ist, der einen zur Aufnahme von Bauteilen des Axialkolbenmotors vorgesehenen Hohlraum aufweist.

Ein derartiges Getriebe mit teilintegriertem Axialkolbenmotor ist aus der DE 32 35 378 A1 bekannt und für den Antrieb einer Gleiskette oder als Radantrieb eines Arbeitsfahrzeugs vorgesehen. Obwohl bei diesem hydromechanischen Getriebe des Standes der Technik wesentliche Bauteile des Axialkolbenmotors, nämlich die Zylindertrommel und die Schrägscheibe, in einem Hohlraum des als Steg ausgebildeten Nabenträgers angeordnet sind, wodurch gegenüber anderen hydromechanischen Getrieben der Bauraum in axialer Richtung reduziert ist, sind im Anschluß an die eigentliche Getriebe-Baulänge noch weitere Bauteile angeordnet, insbesondere öldurchführende Bauteile, wie die mit Druckmittelkanälen zum Zu- und Abfluß von Druckmittel versehene Steuerbodenaufnahme und diverse Ventile, was die Gesamtbaulänge des Getriebes und dessen Bauaufwand hinsichtlich der Zahl der Einzelteile negativ beeinflußt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Baulänge eines hydromechanischen Getriebes der eingangs genannten Art weiter zu verringern und dessen Aufbau zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerfläche des Axialkolbenmotors an der dem Planetengetriebe benachbarten Stirnwand im Hohlraum des Nabenträgers vorgesehen ist und in der Steuerfläche mündende, zur Verbindung mit den Arbeitszylindern der Zylindertrommel vorgesehene, zuführende und ableitende Druckmittelkanäle in der Wandung des Naben­ trägers angeordnet und zu dem dem Planetengetriebe fernen axialen Ende des Axialkolbenmotors geführt sind. Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, den Nabenträger als druckmitteldurchführendes Teil auszubilden und mit der Steuerfläche zu versehen, wodurch die Baulänge um die Länge der bisher erforderlichen Steuerbodenaufnahme verringert wird. Darüber hinaus sind damit aber auch weniger Einzelteile vorhanden, was die Herstellungskosten und den Montageaufwand reduziert. Der Erfindungsgegenstand läßt sich sowohl als Kettengetriebe als auch als Radgetriebe verwenden.

Die Zahl der Einzelteile wird weiter verringert, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstands der Nabenträger als Gehäuse des Axialkolbenmotors ausgebildet ist. Bei dem eingangs genannten hydromechanischen Getriebe des Standes der Technik hingegen ist der Axialkolbenmotor mit einem eigenen Gehäuse in den Hohlraum im Nabenträger eingeschoben.

Die Baulänge des erfindungsgemäßen hydromechanischen Getriebes kann weiter dadurch reduziert werden, daß im steuerflächen­ fernen Endbereich des Nabenträgers verschiedene, zum Betrieb des Axialkolbenmotors zweckdienliche Ventile angeordnet sind, bspw. zumindest ein Überdruckventil und/oder zumindest ein Bremsventil.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hohlraum im Nabenträger als zylindrische Sackbohrung ausgebildet ist und die Schräg­ scheibe mit einer zylinderscheibenförmigen Schrägscheiben­ aufnahme verbunden oder an dieser gebildet ist, wobei der Außendurchmesser der Schrägscheibenaufnahme dem Durchmesser der Sackbohrung entspricht. Dadurch kann durch einfachen Austausch der Schrägscheibenaufnahme wahlweise ein Axialkolbenmotor mit konstantem oder mit verstellbarem Schluckvolumen montiert werden. Es besteht daher ein sehr großer Gleichteilegehalt bei den zwei Motorvarianten.

Für den Fall, daß ein Axialkolbenmotor mit veränderbarem Schluckvolumen verwendet werden soll, ist es günstig, eine Vorrichtung zum Verstellen der Schrägscheibe in die Schräg­ scheibenaufnahme zu integrieren. Es können auch weitere Ventile und Steuerelemente innerhalb der Schrägscheibenaufnahme angeordnet sein. Beispielsweise ist es möglich, das für die Ansteuerung des Axialkolbenmotors vorgesehene Wegeventil in die Schrägscheibenaufnahme zu integrieren und dieses elektro­ magnetisch zu betätigen, so daß eine Ansteuerung von einem weit entfernten Bedienpult aus erfolgen kann, wobei dann keine durch hydraulische Rohr- oder Schlauchleitungen bedingten Verluste auftreten.

Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Schrägscheibenaufnahme eine zentrische Ausnehmung aufweist, in der die Abtriebswelle des Axialkolbenmotors gelagert ist. Die Schrägscheibenaufnahme bildet damit den axialen Abschluß des hydromechanischen Getriebes. Ein gesondertes plattenförmiges Gehäusebauteil entfällt.

Um den zur Verfügung stehenden radialen Bauraum vollständig auszunutzen, ist es zweckmäßig, zwischen dem Außenumfang der Zylindertrommel und der Innenwandung des Nabenträgers kreisringförmige Bremslamellen vorzusehen, von denen mindestens eine mit der Zylindertrommel und mindestens eine mit dem Nabenträger drehfest verbunden ist und die in axialer Richtung federkraftbeaufschlagt sind, wobei eine mit Druckmittel beaufschlagbare, der Federkraft entgegenwirkende Vorrichtung vorgesehen ist, die einen Ringzylinder und einen damit zusammenwirkenden Ringkolben aufweist.

Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf einstufige Planeten­ getriebe beschränkt. Falls ein größerer Übersetzungsbereich erwünscht ist, ergibt sich eine platzsparende Bauweise, indem das Planetengetriebe eine erste und eine zweite Stufe aufweist, wobei das Sonnenrad der ersten Stufe mit der Abtriebswelle des Axialkolbenmotors und das Hohlrad mit der Nabe drehfest verbunden ist, wobei weiter der Steg der ersten Stufe drehfest mit dem Sonnenrad der axial zwischen der ersten Stufe und dem Axialkolbenmotor angeordneten zweiten Stufe verbunden ist und wobei der Steg der zweiten Stufe mit dem Nabenträger und das Hohlrad mit der Nabe verbunden ist.

Die Herstellung eines solchen, mit einem zweistufigen Planeten­ getriebe versehenen hydromechanischen Getriebes wird dadurch vereinfacht, daß die Hohlräder eine gemeinsame Verzahnung aufweisen. Besonders günstig ist es dabei, wenn diese Verzahnung einstückig mit der Nabe an deren Innenwandung gebildet ist.

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

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes hydromechanisches Getriebe mit einem Axialkolbenmotor konstanten Schluckvolumens;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes hydromechanisches Getriebe mit einem Axialkolbenmotor mit veränderbarem Schluckvolumen.

Das erfindungsgemäße hydromechanische Getriebe ist in diesem Ausführungsbeispiel für den Antrieb einer Gleiskette z. B. eines Baggers vorgesehen und weist eine Nabe 1 auf, die mit einem Befestigungsflansch 2 für das in der Figur nicht gezeigte Turasrad einer Gleiskette ausgestattet ist. Die Nabe 1 ist über Wälzlager 3 und 4 auf einem drehfesten Nabenträger 5 drehbar gelagert, der Gewindebohrungen 6 zur Befestigung am Fahrzeug­ rahmen aufweist.

Der Nabenträger 5 weist einen als zylindrische Sackbohrung ausgeführten Hohlraum 7 auf, in dem ein Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise angeordnet ist. Dabei übernimmt der Nabenträger 5 die Funktion eines Gehäuses für den Axialkolben­ motor. An der Stirnwand 5a des Nabenträgers 5 ist innerhalb des Hohlraumes 7 die Steuerfläche des Axialkolbenmotors direkt an der Stirnwand 5a oder einer daran befestigten Scheibe gebildet. Gegen die Steuerfläche liegt die Zylindertrommel 8 an. In der Steuerfläche münden parallel zur Drehachse des Axialkolben­ motors durch die Wandung des Nabenträgers 5 und durch dessen Stirnwand 5a geführte Druckmittelkanäle 9 und 10 zur Zufuhr und Ableitung von Druckmittel. Bei Rotation der Zylindertrommel 8 stehen deren Arbeitszylinder 11 periodisch mit den Druckmittel­ kanälen 9 und 10 in Verbindung.

In die zylindrische Sackbohrung 7 eingeschoben ist eine zylinderscheibenförmige Schrägscheibenaufnahme 12, die eine im Winkel zur Drehachse der Zylindertrommel 8 unveränderliche Schrägscheibe 13 aufweist, auf der die in den Arbeitszylindern 11 längsverschieblichen Arbeitskolben 14 abgestützt sind. Die Schrägscheibe 13 und die Schrägscheibenaufnahme 12 sind mit einer zentrischen Ausnehmung 15 versehen, in der die Abtriebs­ welle 16 des Axialkolbenmotors gelagert ist. Eine weitere Lagerstelle der Abtriebswelle 16 befindet sich in der Stirnwand 5a des Nabenträgers 5.

Die Abtriebswelle 16 ist drehfest mit einer Getriebewelle 17 verbunden, an deren in der Figur linken Ende ein Sonnenrad 18 der ersten Stufe eines Planetengetriebes angeformt ist. Mit dem Sonnenrad 18 stehen Planetenräder 19 in Verbindung, die auf einem sich in Richtung zum Axialkolbenmotor hin erstreckenden Steg 20 gelagert sind, der drehfest mit einer Hohlwelle 21 verbunden ist, an der ein Sonnenrad 22 der zweiten Stufe des Planetengetriebes angeformt ist. Die mit dem Sonnenrad 22 in Verbindung stehenden Planetenräder 23 sind auf Zapfen 24 gelagert, die an der Stirnwand 5a des Nabenträgers 5 angeformt sind. Der Nabenträger 5 dient somit als feststehender Steg der zweiten Stufe des Planetengetriebes. Es ist selbstverständlich auch möglich ein mehr als zweistufiges Planetengetriebe vorzusehen, wobei dann jeweils der Steg der letzten Stufe an dem Nabenträger 5 gebildet ist. Sowohl die Planetenräder 19 der ersten Stufes des Planetengetriebes als auch die Planetenräder 23 der zweiten Stufe des Planetengetriebes kämmen in einer gemeinsamen Verzahnung 25, die an der Innenseite der Nabe 1 gebildet ist. Die Nabe 1 übernimmt somit die Funktion eines gemeinsamen Hohlrades für die erste und die zweite Stufe des Planetengetriebes.

Am in der Figur rechten Ende des Nabenträgers 5 ist in den Druckmittelkanälen 9 und 10 jeweils ein Bremsventil 26 angeordnet, wobei hier allerdings nur das im Druckmittelkanal 10 angeordnete Bremsventil dargestellt ist. Es können auch noch weitere Ventile innerhalb des Nabenträgers oder aber in der Schrägscheibenaufnahme 12 angeordnet sein.

Zwischen dem Außenumfang der Zylindertrommel 8 und der Innen­ wandung des Nabenträgers 5 sind kreisringförmige Bremslamellen 27 abwechselnd jeweils mit der Zylindertrommel 8 und jeweils mit dem Nabenträger 5 drehfest verbunden. Die Bremslamellen sind in axialer Richtung längsverschieblich (beispielsweise durch Nutverbindungen) und federkraftbeaufschlagt. Durch eine mit Druckmittel beaufschlagbare, der Federkraft entgegenwirkende Vorrichtung, die aus einem Ringzylinder 28 und einen damit zusammenwirkenden Ringkolben 29 besteht, läßt sich die Bremse lösen.

Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß die auf der Schrägscheibenaufnahme 12 angeordnete Schrägscheibe 13 schwenk­ bar ist, wodurch das Schluckvolumen des Axialkolbenmotors verändert werden kann. Die Schwenkwinkelverstellung erfolgt mittels zweier einfachwirkender Stellzylinder 30a und 30b, die annähernd senkrecht zur Drehachse des Axialkolbenmotors innerhalb der Schrägscheibenaufnahme 12 mit Abstand zur Schwenkachse angeordnet sind.

Claims (10)

1. Hydromechanisches Getriebe, bestehend aus einem hydrostatischen Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise und einem nachgeschalteten, zumindest einstufigen Planeten­ getriebe, dessen Drehachse gleich ist der Drehachse des Axialkolbenmotors, wobei das Hohlrad des Planetengetriebes mit der Innenseite einer das Planetengetriebe und den Axialkolbenmotor radial umgebenden Nabe in Verbindung steht, die auf einem mit dem Steg verbundenen, drehfesten Nabenträger gelagert ist, der einen zur Aufnahme von Bauteilen des Axialkolbenmotors vorgesehenen Hohlraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche des Axialkolbenmotors an der dem Planetengetriebe benachbarten Stirnwand (5a) im Hohlraum (7) des Nabenträgers (5) vorgesehen ist und in der Steuerfläche mündende, zur Verbindung mit den Arbeitszylindern (11) der Zylinder­ trommel (8) vorgesehen, zuführende und ableitende Druck­ mittelkanäle (9, 10) in der Wandung des Nabenträgers (5) angeordnet und zu dem dem Planetengetriebe fernen axialen Ende des Axialkolbenmotors geführt sind.

2. Hydromechanisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenträger (5) als Gehäuse des Axialkolbenmotors ausgebildet ist.

3. Hydromechanisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im steuerflächenfernen Endbereich des Nabenträgers (5) zumindest ein Überdruckventil angeordnet ist.

4. Hydromechanisches Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im steuerflächen­ fernen Endbereich des Nabenträgers (5) zumindest ein Bremsventil (26) angeordnet ist.

5. Hydromechanisches Getriebe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (7) im Nabenträger (5) als zylindrische Sackbohrung ausgebildet ist und die Schrägscheibe (13) mit einer zylinderscheiben­ förmigen Schrägscheibenaufnahme (12) verbunden oder an dieser gebildet ist, wobei der Außendurchmesser der Schrägscheibenaufnahme (12) dem Durchmesser der Sack­ bohrung entspricht.

6. Hydromechanisches Getriebe nach Anspruch 5, wobei eine im Schluckvolumen verstellbare Axialkolbenmaschine vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Verstellen der Schrägscheibe (13) in die Schrägscheiben­ aufnahme (12) integriert ist.

7. Hydromechanisches Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägscheibenaufnahme (12) eine zentrische Ausnehmung (15) aufweist, in der die Abtriebs­ welle (16) des Axialkolbenmotors gelagert ist.

8. Hydromechanisches Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenumfang der Zylindertrommel (8) und der Innenwandung des Naben­ trägers (5) kreisringförmige Bremslamellen (27) vorgesehen sind, von denen mindestens eine mit der Zylindertrommel (8) und mindestens eine mit dem Nabenträger (5) drehfest verbunden ist und die in axialer Richtung federkraft­ beaufschlagt sind, wobei eine mit Druckmittel beaufschlag­ bare, der Federkraft entgegenwirkende Vorrichtung vorgesehen ist, die einen Ringzylinder (28) und einen damit zusammenwirkenden Ringkolben (29) aufweist.

9. Hydromechanisches Getriebe nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Planeten­ getriebe eine erste und eine zweite Stufe aufweist, wobei das Sonnenrad (18) der ersten Stufe mit der Abtriebswelle (16) des Axialkolbenmotors und das Hohlrad mit der Nabe (1) drehfest verbunden ist, wobei weiter der Steg (20) der ersten Stufe drehfest mit dem Sonnenrad (22) der axial zwischen der ersten Stufe und dem Axialkolbenmotor angeordneten zweiten Stufe verbunden ist und wobei der Steg der zweiten Stufe mit dem Nabenträger (5) und das Hohlrad mit der Nabe (1) verbunden ist.

10. Hydromechanisches Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräder eine gemeinsame Verzahnung (25) aufweisen.