DE10127275A1 - Antriebsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung, insbesondere zum Einsatz als ein Traktionsmotor oder ein Servomotor, angegeben, welche ein radendseitiges Getriebesystem mit einer dreifachen Untersetzung und zwei Gängen darstellt, bei dem ein in Querrichtung angeordneter Hydraulikmotor eingesetzt wird. Die Vorrichtung enthält eine integrale mittels Federkraft beaufschlagte Hydraulik-Notentriegelungs- und Feststellbremse mit einer kompakten Auslegung, so daß eine einfache Wartung des Hydraulikmotors möglich ist. Die kompakte Auslegung kann bei gelenkten und nicht gelenkten Antriebsachsen als eine ökonomische Alternative zu den üblichen Antriebsachsen eingesetzt werden. Die radseitige Antriebsvorrichtung ermöglicht den Einsatz eines relativ kleinen Hydraulikmotors, um hohe Traktionskräfte und hohe Höchstgeschwindigkeiten über Nebenwellen-Untersetzungsverhältnisse bereitzustellen. Die Nebenwellen-Untersetzungszahnräder sind über eine Synchronisierungseinrichtung verknüpft, um eine fliehkraftabhängige Umschaltung zwischen den wählbaren Übersetzungsverhältnissen bereitzustellen.

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Antriebsvorrichtung und ins­ besondere mit einer kompakten hydraulischen Antriebsvorrichtung von Radanordnungen, welche insbesondere als Aktionsmotor oder Servomotor bei einem Nutzfahrzeug einsetzbar ist, und welche einen Hydromotor, wenig­ stens ein Planetengetriebe, welches mit dem Ausgang verbunden ist, und eine getriebene Hauptradanordnung umfaßt.

Es ist bekannt, einen Radantrieb vorzusehen, welcher einen Hydromotor, ein Planetengetriebe, welches mit dem Ausgang verbunden ist, und ein hohles Rad zur Drehmomentabgabe sowie eine Anordnung mit einem getriebenen Hauptrad umfaßt. Das getriebene Hauptrad muß sehr stark versetzt sein, um zu ermöglichen, daß dieses ein Drehmoment im wesentlichen zentrisch in Achsrichtung des Radantriebs abgeben kann. Aus diesen Gründen ist ein teurer Einbau des getriebenen Hauptrads erforderlich. Zur Abstützung des Hydromotors und des Planetengetriebes weist der übliche Radantrieb eine Mehrzahl von gesonderten Bauteilen auf. Hierdurch wird die Herstellung der bekannten Antriebsvorrichtung sehr kostenintensiv und Wartungsarbeiten lassen sich nur schwierig oder manchmal überhaupt nicht ohne einen Aus­ einanderbau der üblichen Antriebsvorrichtung vornehmen.

In ähnlicher Weise ist es bekannt, eine Motoreinheit vorzusehen, die in ähnlicher Weise einen Hydromotor und ein Planetengetriebe aufweist, wel­ ches mit der Ausgangsseite verbunden ist. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Längsachse des Hydromotors in Winkelrichtung bezüglich der Längs­ achse des Getriebes verschoben, die mit dem Ausgang verbunden ist, da hierdurch der Hydromotor wenigstens teilweise zu Wartungszwecken an einer Steuerkappe vorbei zugänglich ist, welche mit dem Hydromotor ver­ bunden ist. Obgleich ein hohles Rad zur Drehmomentabgabe sowie eine Anordnung mit einem getriebenen Hauptrad derart ausgelegt sind, daß man ein versetztes Hauptrad benötigt, welches mit hohen Herstellungskosten verbunden darstellbar ist, steigt bei der einteiligen Auslegung des hohlen Rads der Fertigungsaufwand. Infolge der Aufnahme des Hydromotors können die Arbeitsgeräusche desselben ungehindert sich zur Außenseite ausbreiten. Die Auslegung als Konstantmotor ermöglicht keine Steuerung bei der be­ kannten Antriebsvorrichtung. Gesonderte Lager sind für jedes Zahnrad erforderlich, und aus diesem Grunde und infolge der winkelmäßigen Ver­ schiebung der Achse des Hydromotors bezüglich der Antriebslängsachse benötigt die übliche Antriebsvorrichtung einen relativ großen Einbauraum.

Das übliche Radendsystem ist mit Nachteilen dahingehend verbunden, daß eine Antriebsvorrichtung, insbesondere zum Einsatz als ein Traktionsmotor oder Servomotor bei Nutzfahrzeugen vorzusehen ist, welche eine kompakte Auslegung hat, wartungsfreundlich ist, eine Lagerung eines einfach ausge­ stalteten Hauptrads, welches so einfach wie möglich ausgelegt ist, zu gestat­ ten und einen möglichst geräuscharmen Betrieb zu erreichen. Die Antriebs­ vorrichtung muß die geringstmöglichen Außenabmessungen haben, so daß sie nicht an der Seite über die Breite eines Laufrads eines Schwerlastfahr­ zeuges übersteht.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Radendübertragungssystem mit einer dreifachen Untersetzung mit zwei Gängen bereit, bei dem ein in Querrichtung angeordneter Hydraulikmotor zum Einsatz kommt. Die Vorrichtung oder das System enthält eine integrale Feder, die eine hydraulische Notentriegelung gestattet, und eine Feststellbremse mit einer kompakten Auslegung, bei der eine leichte Zugänglichkeit zu dem Hydraulikmotor zur Vereinfachung von Wartungsarbeiten gegeben ist. Die kompakte Auslegung kann an gelenkten und nicht gelenkten Antriebsachsen als eine ökonomische Alternative zu üblichen Antriebsachsen eingesetzt werden.

Das Radendantriebssystem ermöglicht den Einsatz eines relativ kleinen Hydraulikmotors, um eine hohe Traktionsleistung oder eine hohe Höchst­ geschwindigkeit über Nebenwellen-Übersetzungsverhältnisse zu erzeugen. Die Nebenwellen-Übersetzungsräder sind durch eine Synchronisiereinrich­ tung verbunden, um eine unmittelbare fliehkraftabhängige Umschaltung zwischen den wählbaren Übersetzungsverhältnissen zu erreichen.

Die kompakte Antriebsvorrichtung stellt eine mit geringen Kosten verbundene Alternative zu üblichen Antriebsachsen dar, wenn ein hydrostatischer Antrieb erwünscht ist. Die Abkopplungseigenschaften entsichern die Bremse, um ein Schleppen des Fahrzeugs zu gestatten.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Radendübertragungsgetriebe mit einem dreifachen Übersetzungsverhältnis und zwei Gängen bereit, welche eine hochdichte und kompakte Auslegung hat. Die Übertragungseinrichtung ist derart ausgelegt, daß sie im Zusammenwirken mit einem hydrostatischen Motorantrieb einsetzbar ist, um eine Verhältnisaufteilung zu erreichen, so daß man hohe Traktionskräfte und hohe Höchstgeschwindigkeiten erzielen kann. Die Energie bzw. das Drehmoment von der Nebenwellen-Überset­ zungseinrichtung wird um 90° über einen Hypoidring und ein treibendes Zahnrad mit einer abschließenden Untersetzung an dem Planetenradende umgelenkt.

Diese Vorteile erhält man durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung, welche eine Antriebseinrichtung aufweist, die einen Hydromotor umfaßt, welcher die Eingangswelle antreibt, welche synchronisiert das Getriebe antreibt. Ein synchronisiertes Zahnrad ist in Kämmeingriff mit einem hierzu passenden Zahnrad, um eine Ganguntersetzung im unteren Bereich bereit­ zustellen. Ein weiteres synchronisiertes Zahnrad ist in Kämmeingriff mit einem weiteren hierzu passenden Zahnrad, um einen hohen Gangbereich bei der Zahnradkämmübersetzung bereitzustellen. Die Zahnradkämmeingriffs­ übersetzung für den niedrigen Bereich und die Zahnradgangübersetzung für den hohen Bereich bilden eine erste Untersetzungseinrichtung.

Die passenden Zahnräder sind auf einer Nebenwelle angeordnet, welche ein treibendes Zahnrad antreibt. Das treibende Zahnrad ist in Antriebskämmein­ griff mit dem Hohlrad, um eine zweite Getriebeuntersetzung bereitzustellen. Somit wird Energie bzw. das Drehmoment von der Nebenwellenuntersetzung um 90° über ein Hypoidhohlrad und ein treibendes Zahnrad umgelenkt, und die abschließende Untersetzung erfolgt am Planetenradende.

Das Hohlrad treibt die Ausgangswelle über eine Bremsanlage an. Die Aus­ gangswelle treibt das radendseitige Planetengetriebe an, welches das Rad antreibt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Teilschnittansicht durch eine Antriebsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine perspektivische Außenansicht der Antriebsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 weist eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform nach der Erfindung eine Antriebsvorrichtung auf, welche an einem Fahrzeugradende angeordnet ist, und insbesondere an einer Achsschenkel­ gabel A angeordnet ist, an der ein Achsschenkel B angebracht ist. Der Achsschenkel B führt eine Schwenkbewegung bezüglich der Achsschenkel­ gabel A um eine Schwenkachse "x-x" (siehe Fig. 2) aus. Das Hydraulikfluid (nicht gezeigt) wird über eine Dreh- bzw. Schwenkverbindung zwischen der Achsschenkelgabel A und dem Achsschenkel B über Anschlüsse P zugelei­ tet. Das in der Anlage befindliche Hydraulikfluid treibt den Hydromotor 2 auf eine übliche Weise an.

Die Antriebsvorrichtung weist im wesentlichen einen Hydromotor 2 auf, welcher eine Eingangswelle 3 antreibt, welche Getriebezahnräder 5, 6 über eine Synchronisierungseinrichtung 4 synchronisiert antreibt. Das synchro­ nisierte Zahnrad 5 ist in Kämmeingriff mit dem Zahnrad 15, um einen Zahn­ radkämmeingriff für den unteren Bereich bereitzustellen. Das synchronisierte Zahnrad 6 ist in Kämmeingriff mit dem Zahnrad 16, um einen Kämmeingriffs­ zustand für einen hohen Bereich bereitzustellen. Der Zahnradkämmeingriff für den unteren Bereich und der Zahnradkämmeingriff für den hohen Bereich bilden eine erste Untersetzungseinrichtung. Wie an sich bekannt, verleiht die Synchronisierungseinrichtung 4 der Antriebsvorrichtung das Vermögen, daß eine fliehkraftabhängige Schaltung zwischen dem Zahnradkämmeingriff für den unteren Bereich und dem Zahnradkämmeingriff für den oberen Bereich mittels einer Kupplungsbetätigungseinrichtung (nicht gezeigt) möglich ist, welche vom Fahrzeugführer betätigt wird.

Die Zahnräder 15, 16 sind auf einer Nebenwelle 13 angeordnet, welche ein treibendes Zahnrad 18 antreibt. Das treibende Zahnrad 18 ist in Antriebs­ kämmeingriff mit dem Hohlrad 28. Das Hohlrad 28 und das treibende Zahn­ rad 18 bilden eine zweite Getriebeuntersetzungseinrichtung. Somit wird die Energie bzw. das Drehmoment von der Nebenwelle bei der Untersetzung um 90° über ein Hypoidhohlrad 28 und das treibende Zahnrad 18 umgelenkt und die abschließende Untersetzung erfolgt am Planetenradende, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird.

Das Hohlrad 28 treibt die Ausgangsweile 33 über eine Bremsanlage 40 an. Wie an sich bekannt, ist das Sonnenrad 34 in Antriebseingriff mit einer Reihe von Planetenrädern 36, welche auf einer Radnabenlagerung 70 (siehe Fig. 2) vorgesehen sind. Die Planetenräder 36 sind in Antriebseingriff mit einem Hohlrad 38, welches integral mit dem Rad 60 ausgebildet ist. Die Ausgangs­ welle 33 treibt das radendseitige Planetengetriebe 50 an, welches das Rad 60 antreibt.

Das hohle Rad 60 ist mittels zwei Lagern 62, 64 auf einem Radnabenlager 70 gelagert. Selbstverständlich kann sich die Lagerungsauslegung wie beim Stand der Technik üblich ändern. Beispielsweise können die Lager 62, 64 als einteilige Wälzlager ausgebildet sein. Eine geeignete Dichtungsanordnung 72 ist zwischen dem Nabenlager 70 und dem hohlen Rad 60 angeordnet.

Das Nabenlager 70 ist einteilig ausgelegt und dient zusammen mit dem Lager für das hohle Rad 60 als Lager einer Planetengetriebeeinrichtung 50. Zusätzlich trägt das Nabenlager 70 eine Bremsanlage 40, die bei der darge­ stellten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen und als eine Not-/Sicher­ heitsbremse oder eine Feststellbremse dient. Die Bremsanlage 40 wird vorzugsweise von einer hydraulischen Notauslöse- und Feststellbremse unter Anwendung einer integralen Feder mit einer kompakten Auslegung gebildet, welche eine einfache Wartung des Hydraulikmotors gestattet.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß nach der Erfindung eine radendseitige Getriebeanordnung mit drei Untersetzungsverhältnissen und zwei Gängen bereitgestellt wird, bei der ein in Querrichtung angeordnete Hydraulikmotor eingesetzt wird. Die kompakte Auslegung kann bei einer nicht gelenkten und bei gelenkten Antriebsachsen als eine ökonomische Alternati­ ve zu üblichen Antriebsachsen eingesetzt werden. Die radendseitige An­ triebsvorrichtung ermöglicht den Einsatz eines relativ kleinen Hydraulikmo­ tors, um hohe Traktionskräfte und hohe Höchstgeschwindigkeiten über die Nebenwellen-Übersetzungsverhältnisse bereitzustellen, und die Nebenwellen- Übersetzungszahnräder sind über eine Synchronisierungseinrichtung ver­ knüpft, um der Anordnung das Vermögen einer fliehkraftabhängigen Um­ schaltung zwischen den Untersetzungsverhältnissen zu verleihen.

Die kompakte Antriebsvorrichtung stellt eine mit geringen Kosten verbundene Alternative zu üblichen Antriebsachsen bereit, wenn ein hydrostatischer Antrieb erwünscht ist. Die Energie bzw. das Drehmoment von der Neben­ wellenuntersetzung wird um 90° über einen Hypoidring und ein treibendes Zahnrad umgelenkt, und die abschließende Untersetzung erfolgt im radseiti­ gen Planetengetriebe.

Obgleich die Erfindung voranstehend an Hand von bevorzugte Ausführungs­ formen erläutert worden ist, ist die Erfindung natürlich nicht auf die dort beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (9)

1. Antriebsvorrichtung zum Einsatz als ein Traktionsmotor bei einem Nutzfahrzeug, welche folgendes aufweist:
einen Hydromotor (2), welcher eine sich drehende Abgabeein­ richtung zur Abgabe eines Abgabedrehmoments hat;
eine Untersetzungsgetriebeeinrichtung für eine Untersetzung des Abgabeelements;
wenigstens eine Planetengetriebeeinrichtung (50), welche mit der Untersetzungszahnradeinrichtung zur Abgabe eines Drehmoments auf ein treibendes Zahnrad des Fahrzeugs antriebsverbunden ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse der Ausgangseinrichtung des Hydraulikmotors (2) in Querrichtung zu einer Drehachse der wenigstens einen Planetengetrie­ beeinrichtung (50) angeordnet ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Untersetzungsgetriebeeinrichtung eine schaltbare Zweigang-Getriebeuntersetzungseinrichtung ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigang-Getriebeuntersetzungseinrichtung eine Synchronisie­ rungseinrichtung (4) für eine fliehkraftabhängige Schaltung aufweist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlrad (28) vorgesehen ist, welches in passendem Kämmeingriff mit dem treibenden Zahnrad (18) ist, welches eine zweite Getriebeuntersetzung zwischen der Zweigang- Getriebeuntersetzungseinrichtung und der wenigstens einen Planeten­ getriebeeinrichtung (50) bereitstellt.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremseinrichtung (40) vorhanden ist, welche zwischen der Untersetzungsgetriebeeinrichtung und der wenigstens einen Planetengetriebeeinrichtung (50) angeordnet ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydromotor (2) angrenzend an einen Achsschenkel (B) angeordnet ist, und ein Hydraulikfluid über eine Dreh- bzw. Schwenkverbindung zugeleitet wird.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsgetriebeeinrichtung ein Paar von parallelen Wellen zur Abgabe eines Drehmoments von dem Hydromotor (2) zu der wenigstens einen Planetengetriebeein­ richtung (50) aufweist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das von dem Hydromotor (2) auf das treibende Hauptrad abgegebene Drehmoment nach Maßgabe von wenigstens drei unterschiedlichen Untersetzungsverhältnissen ändert.