DE10305182A1

DE10305182A1 - Axial transfer box gearing for work machine is arranged with motor/gearing unit so as not to form a rigidly connected unit for a narrower construction

Info

Publication number: DE10305182A1
Application number: DE2003105182
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl.-Ing. Brehmer; Norman Dipl.-Ing. Regenscheit
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-02-08
Filing date: 2003-02-08
Publication date: 2004-08-19

Abstract

The axial transfer box gearing (1) and the motor/gearing unit (3) are arranged so that they do not form a rigidly connected unit. The drive part (7) of the axial transfer box is mounted axially free and displaceable in the output of the motor/gearing unit. The transfer box can be held by a rigid frame leg (8) on the frame body of the motor/gearing unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Achsverteilergetriebeanordnung für eine Arbeitsmaschine, insbesondere für einen Telehandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to an axle transfer assembly for a work machine, in particular for one Telehandler according to the generic term of claim 1.

Telehandler sind Fahrzeuge für landwirtschaftliche und/oder bauwirtschaftliche Nutzung, welche ein hohes Maß an universeller Einsatzfähigkeit aufweisen. Derartige Fahrzeuge sind geländegängig und verfügen deshalb in der Regel über einen permanenten Allradantrieb.Telehandlers are agricultural vehicles and / or use in construction, which is a high degree of universal FITNESS exhibit. Such vehicles are all-terrain and therefore have usually about permanent all-wheel drive.

Um die Geländetauglichkeit derartiger Fahrzeuge zu erhöhen, wird nach dem Stand der Technik versucht, den Radstand kurz zu halten und den Gesamtschwerpunkt des Fahrzeuges möglichst niedrig zu legen. Aus diesem Grunde werden Antriebsstrangkonzepte bevorzugt, welche in Längsrichtung kurz bauen. Um dabei zusätzlich den Fahrzeugschwerpunkt niedrig halten zu können, wird der Teleskoparm sehr niedrig angebaut; aus diesem Grunde werden die Motor-/Getriebeeinheit sowie die Fahrerkabine seitlich angeordnet. Diese seitliche Anbaulage der Motor-/Getriebeeinheit muss dann im Kraftfluss wieder zur Fahrzeugmitte hin überbrückt werden, so dass üblicherweise zu diesem Zweck Achsverteilergetriebe eingesetzt werden.To the off-road suitability of such Increase vehicles the prior art tries to keep the wheelbase short and to set the overall center of gravity of the vehicle as low as possible. Out for this reason, powertrain concepts are preferred, which are in Longitudinal direction short to build. To additionally The telescopic arm will be able to keep the center of gravity low grown very low; for this reason, the engine / transmission unit as well as the driver's cabin arranged on the side. This side mounting position the motor / gearbox unit must then flow back to the center of the vehicle be bridged so usually Axle transfer gearboxes are used for this purpose.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US 5,478,192 , sind Antriebsstrangkonzepte mit Kettentrieben bekannt. Derartige Konzepte weisen Nachteile hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit und der Geräuschentwicklung auf. Des weiteren sind getrennt angebaute Achsverteilergetriebe vor geschlagen worden, welche über ein Achsverteilergetriebe mit mehreren Stirnrädern in Kette verfügen, um den seitlichen Versatz der Antriebsstrangkomponenten zu überbrücken. Die separaten Achsverteilergetriebe werden durch eine kurze Gelenkwelle angetrieben, was sich im allgemeinen bei den Gesamtkosten des Antriebsstranges nachteilig auswirkt.From the prior art, for example from US 5,478,192 , drivetrain concepts with chain drives are known. Such concepts have disadvantages in terms of durability and noise. Furthermore, separately mounted axle transfer gears have been proposed which have an axle transfer gear with several spur gears in chain in order to bridge the lateral offset of the drive train components. The separate axle transfer case is driven by a short cardan shaft, which generally has a negative impact on the overall cost of the drive train.

Das Achsverteilergetriebe kann nach dem Stand der Technik auch direkt an das Getriebe angeflanscht werden. In diesem Fall ist es mittels Schrauben mit dem Getriebe verbunden und bildet mit dem Getriebe eine integrale, starre Einheit.The axle transfer gear can after the prior art can also be flanged directly to the gearbox. In this case it is connected to the gearbox by means of screws and forms an integral, rigid unit with the gearbox.

Bei den skizzierten Konzepten kann die Einleitung der sehr großen Axialkräfte aus den beiden Fahrzeugachsen problematisch sein. Diese Axialkräfte resultieren aus Rahmenverwindung, Einfedern und Stoßbelastungen an den Achsen sowie aus den hohen verfügbaren Antriebsdrehmomenten. Durch die Axialschübe werden horizontale Querbiegemomente auf das Achseverteilergetriebe und bei direkter Verbindung auch auf die Motor-/Getriebeeinheit erzeugt. Zudem bestehen Beanspruchungen am Achsverteilergetriebe durch aus der Verzahnungsschrägung resultierende Querbiegemomente sowie aus der Gewichtskraft für den Fall einer Stoßbeanspruchung. Die Antriebsdrehmomente und Querbiegemomente müssen demnach in der starren Verbindung des Achsverteilergetriebes aufgenommen und über den Getriebeverbund abgestützt werden, was sich negativ auf die Bauteilgestaltung und die Anzahl der zu verwendenden Verbindungselemente auswirkt. Die Gummilagerung zur Isolation der Vibrationen der Motor-/Getriebeeinheit müssen aus diesem Grunde größer und stärker ausgelegt werden, weil der Hebelarm der steifen Verbindung dafür sorgt, dass große Kräfte an den Gummilagern in vertikaler und horizontaler Richtung wirken. Dies resultiert in einer Erhöhung der Gesamtkosten des Antriebsstranges.With the outlined concepts can the introduction of the very large axial forces be problematic from the two vehicle axles. These axial forces result from twisting of the frame, compression and shock loads on the axles as well as from the high available Drive torque. The axial thrust leads to horizontal transverse bending moments on the axle transfer case and also with direct connection generated on the engine / transmission unit. There are also stresses on the axle distributor gear due to the bevel resulting from the toothing Transverse bending moments as well as from the weight in the event of a shock load. The drive torques and transverse bending torques must therefore be rigid Connection of the axle distributor gear included and over the Gear unit supported be what negatively affects the component design and the number of connecting elements to be used. The rubber storage to isolate the vibrations of the motor / gear unit must because of this bigger and stronger be designed because the lever arm of the rigid connection ensures that size personnel act on the rubber bearings in vertical and horizontal directions. This results in an increase the total cost of the drive train.

Da die Gelenkwellen im untersten Teil des Fahrzeuges angeordnet sind und somit der größten Verschmutzung und Korrosionsbeanspruchung unterliegen, muss die Verbindung zwischen Getriebe und Achsverteilergetriebe sehr groß bzw. stark ausgelegt werden, denn die Verzahnungen der Teleskop-Gelenkwellen können verschmutzt oder auch verrostet sein. Dieser erhöhte Reibwert muss bei der Dimensionierung der Bauteile berücksichtigt werden, weil die Axialschübe aus den Gelenkwellen in erhöhtem Maße an das Achsverteilergetriebe weitergeleitet werden. Bei Fahrzeugen mit größeren Motorleistungen und Pendelung über eine außermittige Pendelachse stoßen die beschriebenen Konzepte schnell an ihre Grenzen, so dass beispielsweise die maximale Zugkraft, das Drehmoment im Festbremspunkt oder das dynamische Reversieren Begrenzungen unterliegen.Because the cardan shafts in the lowest Part of the vehicle are arranged and thus the greatest pollution and subject to corrosion, the connection between Gearboxes and axle transfer gearboxes are designed to be very large or strong, because the teeth of the telescopic cardan shafts can be dirty or rusted his. This increased The coefficient of friction must be taken into account when dimensioning the components be because of the axial thrusts from the cardan shafts in increased Dimensions the axle transfer gear are forwarded. For vehicles with greater engine power and commuting over an off-center Bump the pendulum axis the concepts described quickly to their limits, so that for example the maximum pulling force, the torque at the braking point or that dynamic reversing limits.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Achsverteilergetriebeanordnung für eine Arbeitsmaschine insbesondere für einen Telehandler anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll bei einer „schlanken" Bauweise eine hohe Lebensdauer der Komponenten gewährleistet werden. Zudem soll die erfindungsgemäße Achsverteilergetriebeanordnung kostengünstig herstellbar sein.The present invention lies the task of an axle transfer assembly for a work machine especially for to specify a telehandler which has the disadvantages of the prior art Technology avoids. In particular, in the case of a “slim” design, a long service life of the Components guaranteed become. In addition, the axle distributor gear arrangement according to the invention economical be producible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.This task is due to the characteristics of claim 1 solved. Further configurations and advantages emerge from the subclaims.

Demnach wird vorgeschlagen, den Versatz der Motor-/ Getriebeeinheit mittels eines gängigen Achsverteilergetriebes mit Stirnrädern in Reihe zu überbrücken, wobei das Achsverteilergetriebe vom Hauptgetriebe losgelöst ist. In vorteilhafter Weise wird im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform das Achsverteilergetriebe von einem steifen Rahmenschenkel am Rahmenkörper der Motor-/Getriebeeinheit gehalten.Accordingly, it is proposed to offset the Motor / gear unit by means of a common axle distributor gear with spur gears to bridge in series, whereby the axle transfer gearbox is detached from the main gearbox. In an advantageous embodiment, the Axle transfer gear from a rigid frame leg on the frame body of the Motor / gear unit held.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.The invention is illustrated below the attached Figures closer by way of example explained.

Es stellen dar:They represent:

1 eine Achsverteilergetriebeanordnung nach dem Stand der Technik und 1 an axle transfer gear arrangement according to the prior art and

2 eine Achsverteilergetriebeanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 an axle transfer assembly according to the present invention.

In 1 ist eine Anordnung mit einem getrennt angebauten Achsverteilergetriebe 1 nach dem Stand der Technik gezeigt, welche über ein Achsverteilergetriebe 1 mit mehreren Stirnrädern 2 in Kette verfügt, um den seitlichen Versatz der Antriebsstrangkomponenten zu überbrücken. Das separate Achsverteilergetriebe 1 wird hierbei über die Motor-/ Getriebeeinheit 3 durch eine kurze Gelenkwelle 4 angetrieben, wobei hier die bereits skizzierten Nachteile entstehen. In der Figur sind zudem der Motor-/Getrieberahmen 5 und der Fahrzeughauptrahmen 6 gezeigt.In 1 is an arrangement with a separately mounted axle transfer case 1 shown according to the prior art, which via an axle transfer gear 1 with several spur gears 2 in chain to bridge the lateral offset of the drive train components. The separate axle transfer case 1 is done via the motor / gearbox unit 3 through a short cardan shaft 4 driven, whereby the disadvantages already outlined arise here. The figure also shows the engine / transmission frame 5 and the vehicle body frame 6 shown.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Antriebsteil 7 des Achsverteilergetriebes 1 axial lose und verschiebbar im Abtrieb der Motor-/Getriebeeinheit 3 angeord net. Diese Konstruktion ist Gegenstand der 2. Beide Komponenten sind individuell und einzeln einsetzbar und bilden somit keine starre, verbundene Einheit miteinander. Im Rahmen der gezeigten Ausführungsform wird das Achsverteilergetriebe 1 von einem steifen Rahmenschenkel 8 am Rahmenkörper 5 der Motor-/Getriebeeinheit 3 gehalten. Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird keine Gelenkwelle benötigt, was sich wie bereits erläutert, auf die Lebensdauer und die Herstellungskosten sowie auf die Abmessungen positiv auswirkt.According to the present invention, the drive part 7 of the axle transfer case 1 axially loose and movable in the output of the motor / gear unit 3 arranged. This construction is the subject of 2 , Both components can be used individually and individually and therefore do not form a rigid, connected unit with each other. In the embodiment shown, the axle transfer case 1 from a stiff frame leg 8th on the frame body 5 the engine / transmission unit 3 held. Due to the design according to the invention, no propeller shaft is required, which, as already explained, has a positive effect on the service life and the manufacturing costs and on the dimensions.

Das Abstützdrehmoment des Achsverteilergetriebes und die Querbiegemomente werden vom Rahmenschenkel 8 der Motor-/Getriebeeinheit 3 aufgenommen.The support torque of the axle transfer gear and the transverse bending moments are from the frame leg 8th the engine / transmission unit 3 added.

Gemäß 2 werden die Abtriebsflansche 9 des Achsverteilergetriebes 1 schiebbar auf der Abtriebswelle 10 des Achsverteilergetriebes 1 gelagert, wodurch die Teleskopierfunktion der Gelenkwelle nach dem Stand der Technik in das Achsverteilergetriebe 1 verlagert wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass die Mitnahmeverzahnungen zum Ausgleich axialer Bewegungen in den Gelenkwellen über die Lebensdauer des Fahrzeugs hinweg gut geschmiert sind und nicht der Verschmutzung oder der Korrosion unterliegen. Dies resultiert in einer kleineren Dimensionierung der eingesetzten Komponenten sowie in der Möglichkeit günstigere, einfache Gelenkwellen einzubauen, da die Forderung nach teleskopierbaren Gelenkwellen entfällt. Somit werden die Herstellungskosten signifikant reduziert.According to 2 become the output flanges 9 of the axle transfer case 1 slidable on the output shaft 10 of the axle transfer case 1 stored, whereby the telescopic function of the propeller shaft according to the prior art in the axle transfer case 1 is shifted. This advantageously ensures that the drive teeth to compensate for axial movements in the drive shafts are well lubricated over the life of the vehicle and are not subject to contamination or corrosion. This results in a smaller dimensioning of the components used and in the possibility of installing cheaper, simple cardan shafts, since there is no need for telescopic cardan shafts. The manufacturing costs are thus significantly reduced.

11: Achsverteilergetriebeaxle transfer
22: Stirnräderspur gears
33: Motor-/GetriebeeinheitEngine / transmission unit
44: Gelenkwelle zwischen Motor-/Getriebeeinheit undpropeller shaft between engine / transmission unit and
: Achsverteilergetriebeaxle transfer
55: Motor-/GetrieberahmenEngine / transmission frame
66: FahrzeughauptrahmenVehicle body frame
77: Antriebsteil des Achsverteilergetriebesdriving part of the axle transfer case
88th: Rahmenschenkelframe legs
99: Abtriebsflansche des Achsverteilergetriebesoutput flanges of the axle transfer case
1010: Abtriebswelle des Achsverteilergetriebesoutput shaft of the axle transfer case

Claims

Axle transfer gear arrangement for a work machine, comprising an axle transfer gear ( 1 ) and a motor / gear unit ( 3 ), characterized in that the axle transfer case ( 1 ) and the motor / gearbox unit ( 3 ) are arranged such that they do not form a rigid, connected unit with one another.

Axle distributor gear arrangement according to claim 1, characterized in that the drive part ( 7 ) of the axle transfer case ( 1 ) axially loose and movable in the output of the motor / gear unit ( 3 ) is arranged.

Axle distributor gear arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the axle distributor gear ( 1 ) from a stiff frame leg ( 8th ) on the frame body ( 5 ) the motor / gear unit (3) is held.

Axle distributor gear arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the output flanges ( 9 ) of the axle transfer case ( 1 ) slidable on the output shaft ( 10 ) of the axle transfer case ( 1 ) are stored.

Axle distributor gear arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the axle distributor gear ( 1 ) spur gears arranged in series ( 2 ) having.