DE10063077A1

DE10063077A1 - Am Unterrahmen montiertes Kraftübertragungsmodul

Info

Publication number: DE10063077A1
Application number: DE2000163077
Authority: DE
Inventors: Dale Bell; Jay Sandler
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Systems LLC
Current assignee: Meritor Heavy Vehicle Systems LLC
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2001-07-26
Also published as: JP2001219752A; BR0006512A

Abstract

Ein Kraftübertragungsmodul umfaßt eine Kraftübertragungsbaugruppe, bei der es sich um ein starres, im wesentlichen kastenartiges Element handelt, das die hauptsächliche Tragvorrichtung für alle Kraftübertragungsbauteile ist. Ein Einzelradaufhängungssystem mit einer zugehörigen Radnabe ist ebenfalls an der Kraftübertragungsbaugruppe befestigt. Indem die Kraftübertragungsbauteile und die Einzelradaufhängung als einstückiges Modul montiert werden, werden die Bauteile durch Auswechseln des gesamten Moduls ausgetauscht oder gewartet. Somit wird vermieden, daß einzelne Bauteile, für die es jeweils eine Vielzahl von unabhängigen Befestigungspunkten gibt, einzeln montiert, ausgewechselt und gewartet werden müssen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein an einem Fahrzeugrahmen zu befestigendes Modul und insbesondere ein einstückiges Modul, das ein Einzelradaufhängungs- und Kraftübertragungssystem (Antriebssystem) trägt, das als Ganzes am Hauptrahmen eines Fahrzeugs montiert werden kann.

Ein Fahrzeug wie zum Beispiel eine Zugmaschine eines Lastzugs umfaßt normalerweise einen Hauptrahmen mit einem Paar sich in Längsrichtung erstreckender Elemente, die eine Last tragen. Die Elemente hängen an dem Rahmen und enthalten Bauteile, die für eine Vervielfachung von Drehmoment und Drehzahl der Räder sorgen, sowie für weitere Merkmale wie zum Beispiel eine Differenzierung der Raddrehzahl, eine Differenzierung der Achsdrehzahl (im Falle einer Tandemachse oder bei Tandemantriebseinheiten), eine Verhinderung der Raddrehzahldifferenzierung, etc. Separat und getrennt von diesen in Längsrichtung verlaufenden Elementen gibt es eine weitere, normalerweise am Motor befestigte Vorrichtung, die für eine selektive oder automatische Vervielfachung von Drehzahl und Drehmoment einer Antriebswelle sorgt und mit den in Längsrichtung verlaufenden Elementen verbunden ist. Die einzelnen Kraftübertragungsbauteile müssen daher über den Motor, hängende Lagergehäuse und eine am Rahmen und an den in Längsrichtung verlaufenden Elementen befestigte Aufhängung getrennt am Hauptrahmen montiert und befestigt werden.

Leider ist die Montage und Befestigung jedes einzelnen Bauteils an dem Hauptrahmen ein zeitraubender und arbeitsintensiver Prozeß. Ferner ist es schwierig, die Systeme zusammenzufassen, da die Vielzahl von unabhängigen Befestigungspunkten eine gleichzeitige Montage der Systeme verhindert. Außerdem erfordert die Größe eines fertigen Hauptrahmens einer Zugmaschine übermäßig viel Platz für die Montage jedes unabhängigen Bauteils.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein Kraftübertragungsmodul bereit, das zuvor zusammengebaut und als Ganzes am Hauptrahmen eines Fahrzeugs montiert wird, wodurch die Anzahl der Montageschritte verringert und zu einer Verbesserung von Produktivität, Qualität und Wartungsfreundlichkeit beigetragen wird.

Das Kraftübertragungsmodul der vorliegenden Erfindung umfaßt eine starre, im wesentlichen kastenartige Kraftübertragungsbaugruppe, bei der es sich um die Tragvorrichtung für Kraftübertragungsbauteile wie zum Beispiel eine Baugruppe aus Getriebe und Differential handelt. Ein Einzelradaufhängungssystem mit jeweils einer zugehörigen Radnabe ist funktional mit der Kraftübertragungsbaugruppe verbunden. Vorzugsweise sind die Einzelradaufhängungssysteme strukturell an der Kraftübertragungsbaugruppe gelagert. Indem die Kraftübertragungsbauteile und die zugehörigen Untersysteme gemeinsam als Modul montiert werden und das Modul dann als eine Einheit an dem Fahrzeug befestigt wird, können die einzelnen Bauteile durch Auswechseln des gesamten Moduls montiert und gewartet werden. Somit wird vermieden, daß jedes einzelne Bauteil, für das es früher jeweils eine Vielzahl von unabhängigen Befestigungspunkten zur Befestigung am Fahrzeug gab, einzeln befestigt, ausgewechselt und gewartet werden muß.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht ersichtlich, da diese anhand der nun folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich wird. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine, perspektivische Ansicht einer typischen Zugmaschine zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine allgemeine, auseinandergezogene Ansicht eines Beschlagteils zur Befestigung der vorliegenden Erfindung an dem Fahrzeug von Fig. 1; und

Fig. 3 eine allgemeine perspektivische Ansicht der von dem Fahrzeug von Fig. 1 gelösten vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ein Kraftübertragungsmodul 10 der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 in Verbindung mit einem typischen Fahrzeug dargestellt. Das Fahrzeug 12 ist vorzugsweise ein selbstfahrendes Fahrzeug wie zum Beispiel eine Zugmaschine eines Lastkraftwagens. Es versteht sich jedoch, daß viele Fahrzeuge von der vorliegenden Erfindung profitieren können. Wie im folgenden näher beschrieben wird, ist das Modul 10 eine einstückige Einheit, die zuvor zusammengebaut und als Ganzes an dem Fahrzeug 12 montiert wurde. Das Modul 10 ist hier an einem Rahmen 13 des Fahrzeugs 12 montiert, doch es versteht sich, daß das Modul 10 auch an anderen Elementen und an anderen Stellen montiert werden kann.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das Modul 10 eine Kraftübertragungsbaugruppe 14 für das Fahrzeug 12. Die Kraftübertragungsbaugruppe 14 ist vorzugsweise ein Bauelement, das Kraftübertragungsbauteile wie zum Beispiel eine Baugruppe aus Getriebe und Differential (bei 15 nur schematisch dargestellt) und eine Einzelradaufhängung 16 tragen kann. Durch Bereitstellen der Kraftübertragungsbaugruppe 14 in Form eines Bauelements kann das Modul 10 unabhängig zusammengebaut und später an dem Fahrzeug 12 befestigt werden. Somit wird vermieden, daß jedes einzelne Kraftübertragungsbauteil, für das es früher jeweils eine Vielzahl von unabhängigen Befestigungspunkten zur Befestigung an dem Fahrzeug gab, einzeln befestigt, ausgewechselt und gewartet werden muß.

Jedes Einzelradaufhängungssystem 16 umfaßt eine zugehörige Radnabe 18 mit Reifen 19, die funktional mit den Kraftübertragungsbauteilen 15 verbunden sind. Das Einzelradaufhängungssystem 16 kann gelenkig an dem Fahrzeug 12 oder direkt an der Kraftübertragungsbaugruppe 14 befestigt sein. Vorzugsweise ist jede Einzelradaufhängung 16 strukturell an der Kraftübertragungsbaugruppe 14 gelagert, so daß das Modul 10 eine einstückige Einheit ist. Das Modul 10 ist mit allen Kraftübertragungsbauteilen und Untersystemen vormontiert, so daß das Modul als Ganzes an dem Fahrzeug befestigt und von diesem gelöst werden kann, indem das Modul 10 unter den Fahrzeugrahmen 13 gerollt wird und die Befestigungslaschen 26 an dem Rahmen 13 befestigt werden.

Die Kraftübertragungsbaugruppe 14 ist mit einem Motor (bei 21 schematisch dargestellt) über eine Antriebswelle 22 oder dergleichen verbunden. Vorzugsweise verbindet eine angebaute Kupplung 24 die Kraftübertragungsbaugruppe 14 mit der Antriebswelle 22. Die Kraftübertragungsbaugruppe 14 überträgt die Antriebskraft von der Antriebswelle 22 auf jede Radnabe 18. Die Kupplung 24 stellt eine Trennstelle bereit, damit das Modul 10 leicht an der Antriebswelle 22 befestigt und von dieser wieder gelöst werden kann. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kraftübertragungsbauteile 15 an der Kraftübertragungsbaugruppe 14 und nicht an dem Fahrzeugmotor 21 befestigt sind. Indem die Kraftübertragungsbauteile 15 an dem Modul 10 montiert werden, können die Bauteile folglich durch Auswechseln des gesamten Moduls 10 montiert, ausgewechselt und gewartet werden.

Gemäß Fig. 2 wird ein Beschlagteil wie zum Beispiel eine Befestigungslasche 26 vorzugsweise zum Montieren des Moduls 10 an dem Rahmen 13 verwendet. Die Befestigungslaschen 26 sind an dem Hauptrahmen 13 durch Befestigungselemente wie Schrauben 27 oder dergleichen befestigt, die in entsprechende Öffnungen 29 der Befestigungslaschen 26 passen, um in der Öffnung 31 in dem Rahmen 13 aufgenommen zu werden. Die Befestigungslaschen 26 und die Befestigungselemente erlauben die lösbare Befestigung des Moduls 10 an dem Fahrzeug 12. Wenngleich die Befestigungslaschen 26 so offenbart sind, daß das Modul 10 mit ihnen lösbar befestigt werden kann, versteht es sich, daß auch andere Arten der Befestigung verwendet werden können.

Das Modul 10 ist in Fig. 3 ferner getrennt von dem Fahrzeug 12 dargestellt. Die Kraftübertragungsbaugruppe 14 ist vorzugsweise ein starres, im wesentlichen kastenartiges Element, das die hauptsächliche Tragvorrichtung für alle Kraftübertragungsbauteile ist. Wenngleich die Kraftübertragungsbaugruppe 14 als kastenartiges Element dargestellt ist, dient dies nur zur Veranschaulichung, und es ist zu beachten, daß die Kraftübertragungsbaugruppe 14 nicht auf eine solche Konfiguration begrenzt ist.

Bei der offenbarten Ausführungsform werden vier Einzelradaufhängungssysteme 16 von der Kraftübertragungsbaugruppe 14 getragen. Jedes Einzelradaufhängungssystem 16 hat eine zugehörige Radnabe 18, die funktional mit den Kraftübertragungsbauteilen 15 verbunden ist. Während die Anzahl der dargestellten Räder zwei Räder für jedes Einzelradaufhängungssystem umfaßt, versteht es sich, daß dies einer herkömmlichen Zugmaschinenkonstruktion mit achtzehn Rädern entspricht und daß die Anzahl von Einzelradaufhängungssystemen und die Anzahl von Rädern pro Aufhängungssystem verschieden sein kann.

Die Radnabe 18 jeder Einzelradaufhängung 16 wird durch eine mit den Kraftübertragungsbauteilen 15 gekoppelte Achse 32 angetrieben. Jede Nabe 18 und jede Achse 32 ist in einem Lager 34 drehbar gelagert. Das Lager 34 und die Nabe 18 sind unabhängig voneinander auf einem oberen Verbindungsarm 36A und einem unteren Verbindungsarm 36B gelagert. Die Verbindungsarme 36A, 36B sind vorzugsweise an entsprechenden Drehgelenken 38A, 38B an der Kraftübertragungsbaugruppe 14 schwenkbar befestigt. Über ein Drehgelenk 40 kann die Achse 32 in einem durch die Verbindungsarme 36A, 36B definierten Bewegungsbereich schwenken.

Ein Dämpfungs-Untersystem 42 wie zum Beispiel ein Stoßdämpfer oder eine Luftkammer ist zwischen dem unteren Verbindungsarm 36B und der Befestigungslasche 26 angebracht. Ferner sind weitere Untersysteme wie zum Beispiel eine Bremsanlage (bei 44 etwas schematisch dargestellt) für jede Nabe 18 vorgesehen und außerdem an der Kraftübertragungsbaugruppe 14 montiert. Das Modul 10 trägt und verbindet dadurch jede einzelne Nabe 18 mit den Kraftübertragungsbauteilen und Untersystemen, die für eine in sich geschlossene Einzelradaufhängung erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung wurde veranschaulichend beschrieben, und es versteht sich, daß die verwendete Terminologie beschreibend und nicht einschränkend sein soll. Angesichts der obigen Lehre sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es versteht sich daher, daß die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders als speziell beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims

1. Kraftübertragungsmodul, das folgendes umfaßt:
eine Kraftübertragungsbaugruppe; und
ein Einzelradaufhängungssystem zur Lagerung einer Radnabe, wobei die Radnabe funktional mit der Kraftübertragungsbaugruppe verbunden ist;
und wobei das Kraftübertragungsmodul lösbar an einem Fahrzeugrahmen befestigt werden kann.

2. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe im wesentlichen kastenartig konfiguriert ist.

3. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Einzelradaufhängungsvorrichtung an der Kraftübertragungsbaugruppe befestigt ist.

4. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe ein Getriebe umfaßt.

5. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe ein Differential umfaßt.

6. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe eine Kupplung umfaßt, die an einer Antriebswelle eines Motors befestigt werden kann.

7. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe eine Bremsanlage umfaßt.

8. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe eine Vielzahl von Einzelradaufhängungssystemen trägt.

9. Kraftübertragungsmodul, das folgendes umfaßt:
eine Kraftübertragungsbaugruppe, die ein Getriebe und ein Differential trägt; und
ein Einzelradaufhängungssystem, das gelenkig an der Krafiübertragungsbaugruppe befestigt ist;
wobei das Kraftübertragungsmodul an einer Vielzahl von Befestigungspunkten lösbar an einem Fahrzeugrahmen befestigt werden kann.

10. Modul nach Anspruch 9, bei dem die Kraftübertragungsbaugruppe eine Kupplung umfaßt, die an einer Antriebswelle eines Motors befestigt werden kann.

11. Modul nach Anspruch 9, bei dem die Einzelradaufhängungsvorrichtung strukturell von der Kraftübertragungsbaugruppe getragen wird.

12. Verfahren zum lösbaren Befestigen einer Kraftübertragungsbaugruppe an einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
(1) Vormontieren einer Kraftübertragungsbaugruppe als Modul; und
(2) Befestigen des Moduls an dem Fahrzeug.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem in Schritt (1) die Einzelradaufhängung gelenkig an der Kraftübertragungsbaugruppe befestigt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem in Schritt (1) die Einzelradaufhängung an der Kraftübertragungsbaugruppe gelagert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem in Schritt (1) ein Differential und ein Getriebe strukturell von der Kraftübertragungsbaugruppe getragen werden.