DE2758556A1

DE2758556A1 - Hydrostatischer trommelantrieb

Info

Publication number: DE2758556A1
Application number: DE19772758556
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Ing Hiersig; Claus Ing Grad Weichert
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1979-07-05

Description

"Hydrostatischer Trom melantrieb"
Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Trommelantrieb nach Patent ... (Patentanmeldung P .*.).). Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Trommelantrieben, die als Radantriebe für Fahrzeuge Verwendung finden.
Es ist heute möglich, mit den relativ kleinen Motorenbauformen Antriebe von Rädern zu bauen, die in die Radnabe so integriert sind, daß nur wenig zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Damit gewinnt der hydrostatische Radmotor zunehmend an Interesse. Besonders bei Fahrzeugen mit relativ großen Abständen zwischen Motor und Rädern oder solchen mit funktionsbedingtem Freiraum zwischen gegenüberliegenden Rädern (achslose Bauform) bietet der hydrostatische Antrieb Vorteile. Die Energiezuführung ist hier nicht an Wellenleitungen oder Getriebeübersetzungen gebunden, sondern vom Konstrukteur nahezu frei gestaltbar. Auch kann das Motor-Pumpenaggregat an beliebigerStelle im Fahrzeug untergebracht werden, vornehmlich dort, wo es die Funktion des Fahrzeuges am wenigsten stört. Zudem gestattet die feinfühlige Steuerung hydrostatischer Antriebe die Verwendung von Motoren mit konstanter Drehzahl, die regeltechn ische Vereinfachungen zuläßt.
Um bei kleinen Abmessungen des hydrostatischen Motors eine genügend große Vortriebskraft des Rades zu bewirken, muß das Getriebe des Radmotors mit einer großen Übersetzung versehen werden. Hierzu eignet *) P 27 56 286.3 sich in bekannter Weise Planetengetriebe in einstufiger oder mehrstufiger Ausführung. Die große Übersetzung hat allerdings zur Folge, daß die maximal Raddrehzahl bzw. die Geschwindigkeit des Fahrzeuges begrenzt bleibt, um die begrenzte Drehzahl des Hydromotors nicht zu überschreiten. Radmotoren dieser Art sind daher nur für langsame Fahrzeuge, z. B. Hofkrane, zu gebrauchen. Es gibt aber eine große Reihe von Kraftfahrzeugen, die sowohl mit großer Zugkraft im Gelände arbeiten müssen, jedoch auch relativ schnell über Straßen von Einsatzort zu Einsatzort verfahren werden müssen. Dies setzt m indestens eine Abschaltung des Radmotors voraus, die nicht einfach durch hydraulisches Abkuppeln geschehen kann, sondem zwischen Hydromotor und Getriebe bzw. im Getriebe selbst vorgesehen werden muß, um sicherzustellen, daß der Hydromotor beim Abschleppen des Fahrzeuges keine Überdrehzahl erfährt. Eine Lösung hierfür bietet die Erfindung gemäß dem Hauptpatent.
Es besteht jedoch ein Bedürfnis, Fahrzeuge mit eigener Kraft von Einsatzort zu Einsatzort mit straßengerechter Geschwindigkeit verfahren zu können. Dies fordert eine mindestens zwei Gänge enthaltende Gewebekonstruktion, die bis Eneichen einer Grenzgeschwindigkeit des Fahrzeuges geschaltet werden k @. Es ist dabei naturgemäß unzweckmäßig, wenn diese Umschaltung von Hand und damit im Stillstand vorgenommen werden muß; es ist geradezu notwendig, dies während der Fahrt und ohne Unterbrechung des Kraftflusses zu bewerkstelligen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Forderung zu erfüllen und einen unter Last schaltbaren hydrostatischen Trommel antrieb, insbesondere einen Radantrieb, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 niedergelegten Maßnahmen gelöst. Auf die Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen wird verwiesen.
Durch die Erfindung wird ein Radantrieb geschaffen, der für einen weiten Geschwindigkeitsbereich geeignet ist und eine große Vortriebskraft ermöglicht. Der erfindungsgemäße Radantrieb hat zwei Übersetzungen, die mit öl druckgesteuerten Reibungskupplungen kraftschlüssig umschaltbar sind. Der Radantrieb kann aber auch abgeschaltet werden, um z. B. bei einem Sechsrad-Fahrzeug (Dreiachser) die lenkbaren Vorderräder antriebslos zu machen. Sie werden nur zugeschaltet, wenn sie in schwierigem Gelände zum Vortrieb beitragen müssen. Man kann aber auch im Gelände bestimmten, die Hauptlast tragenden Rädern die Zugkraft zuteilen und den Vortrieb von anderen Rädern wegnehmen.
Die Kombination des erfindungsgemäßen Radantriebes mit an sich bekannten sekundär steuerbaren Hydromotoren bietet darüberhinaus besondere Vorteile beim Übergang von einem Gang zum anderen.
Die schnelle Reaktion des sekundärgesteuerten Hydromotors gestattet näm lich das nahezu völlige Vermeiden des Schaltstoßes, was gerade bei ungünstigen Bodenverhältnissen von großer Bedeutung sein kann.
Der erfindungsgemäße Trommelantrieb läßt sich natürlich auch für andere Zwecke, beispielsweise für mit zwei Hubgeschwindigkeitsbereichen arbeitende Winden einsetzen.
Die beigefügte Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Radantriebes.
Der in der Zeichnung dargestellte Radantrieb enthält ein in einer Radnabe 1 angeordnetes zweistufiges Planetengetriebe mit einer ersten Planetenstufe 1o und einer zweiten Planetenstufe 20, von denen die beiden koaxial nebeneinanderliegenden Hohl räder 15 und 25 mit der Radnabe 1 verbunden sind. Das Sonnenrad 11 der ersten Planetenstufe lo sitzt auf einer Antriebswelle 16, die durch die innenliegende zweite Planetenstufe 20 durchgeführt und drehfest mit der Motorwelle 17 eines Hydromotors 4 verbunden ist. Der Planetensteg 14 der ersten Planetenstufe 10 treibt das Sonnenrad 21 der zwischen Hydromotor 4 und der ersten Planetenstufe 1o liegenden zweiten Planetenstufe 20. Der Planetensteg 24 der zweiten Planetenstufe 20 ist fest mit dem Motorgehäuse 5 des Hydromotors 4 verbunden, welches am als Drehmom entenstütze dienenden Chassis 6 eines im weiteren nicht dargestellten Fahrzeuges befestigt ist. Die Radnabe 1 ist drehbar auf dem zweiten Planetensteg 24 gelagert.
Im übrigen zeigt die Zeichnung, daß aus den der zweiten Planetenstufe 20 benachbarten Teil des zweiten Planetensteges 14 ein äußerer Ringkäfig 26 gebildet ist, der einen drehbaren inneren Ringkäfig 27 enthält, daß der innere Ringkäfig 27 motorseitig fest mit einer inneren Hohlwelle 28 und die in einer das Sonnenrad 21 der zweiten Planetenstufe 20 tragenden kürzeren äußeren Hohlwelle 32 liegende innere Hohlwelle 28 drehfest mit dem Planetensteg 14 der ersten Planetenstufe lo verbunden ist, daß in einem Ringraum 45 zwischen dem äußeren und dem inneren Ringkäfig eine äußere, lastschaltbare Kupplung 40 angeordnet ist, deren Primärlamellen 43 mit dem äußeren Ringkäfig 26 und deren sekundäre Lamellen 42 mit dem inneren Ringkäfig 27 verbunden sind, und daß im Ringraum des inneren Ringkäfigs 27 eine inner, lastschaltbare Kupplung 29 angeordnet ist, deren Primärlamellen 37 mit dem inneren Ringkäfig 27 und deren Sekundärlamellen 38 mit der äußeren Hohlwelle 32 verbunden sind.
Die drehfeste Verbindung der Primärlamellen 43 und 37 sowie der Sekundärlamellen 42 und 38 erfolgt über entsprechende Innen-und Außenverzahnungen an den Ringkäfigen 26 und 27 und der äußeren Hohlwelle 32.
Weiterhin ist in der motorseitigen Begrenzung eines Ringraumes 45 des äußeren Ringkäfigs 26, in dem die äußere lastschaltbare Kupplung 40 liegt, eine Ringnut zur Aufnahme eines Ringkolbens 44 vorgesehen, wobei die Ringnut über einen im äußeren Ringkäfig 26 verlaufenden Kanal 39 und einen entsprechenden Druckmittelanschluß 46 mit einem Druckm ittel beaufschlagbar ist. Auch der innere Ringkäfig 27 weist in der motorseitigen Begrenzung seines Ringraumes eine Ringnut zur Aufnahme eines weiteren Ringkolbens 30 auf, der über einen im inneren Ringkäfig 27 verlaufenden Kanal 34 eine drehbare Ringscheibe 31, einen Druckmittelkanal 35 und einen entsprechenden Druckm ittelanschluß 41 mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist.
Die drehbare Ringscheibe 31 ist dabei so gestattet, d. h. mit je einer stirnseitigen Ringnut und die stirnseitigen Ringnuten verbindende Bohrungen versehen, daß in jeder relativen Drehstellung der Käfige 26 und 27 und der Ringscheibe 31 zueinander der im inneren Ringkäfig 27 verlaufende Kanal 34 mit dem Druckmittelkanal 35 verbunden ist.
Die gute Ausnutzung vorhandenen Raumes durch Ineinanderschachteln der lastschaltbaren Kupplungen 40 und 29 wird durch die Zeichnung besonders hervorgehoben.
Die Figur zeigt auch einige Lager, nämlich Lager 18,zwischen der Motorwelle 17 und dem Planetensteg 24. Auf dem Planetensteg 24 bzw. seinen an den äußeren Ringkäfig 26 anschließenden Teil ist ein Lagerteil 2 der Radnabe 1 gelagert. Lager 33 und 36 dienen der Lagerung des inneren Ringkäfig #/ im äußeren Ringkäfig 26. Es sind auch Lager 13 zum Lager eines Planetenrades 12 der ersten Planetenstufe 1o auf dem Planetensteg 14 und Lager 23 zum Lager eines Planetenrades 22 der zweiten Planetenstufe 20 auf dem Planetensteg 24 gelagert.
Weiterhin sind Schraubbolzen 19 zur Befestigung eines Rades auf der Radnabe 1 vorgesehen. Schließlich ist an die Radnabe 1 eine Bremstrommel 3 angeschlossen, die Bremsbacken 7 enthält. Die Bremsbacken 7 werden über einen Bremshebel 8 betätigt.
Nachfolgend sei die Funktion des Radantriebes kurz erläutert.
Betriebszustand 1: Leerlauf Beide Kupplungen 29 und 40 sind abgeschaltet. Das Fahrzeug kann abgeschleppt werden, da der Kraftfluß zwischen der ersten Planetenstufe und der zweiten Planetenstufe unterbrochen ist.
Betriebszustand 2: Langsamgang Die innere lastschaltbare Kupplung 29 ist eingeschaltet, die äußere lastschaltbare Kupplung 40 ist gelöst. Der Kraftfluß geht von der Antriebswelle 16 über das Sonnenrad 11 der ersten Planetenstufe lo, die Planetenräder 12, den Planetensteg 14, den inneren Ringkäfig 27, die innere lastschaltbare Kupplung 29 zum Sonnenrad 21 der zweiten Planetenstufe 20. In der zweiten Planetenstufe 20 wird die Drehzahl weiter untersetzt und schließlich über die Planetenräder 22 und das Hohlrad 25 der Radnabe 1 vermittelt.
Betriebszustand 3: Schnellgang Die innere lastschaltbare Kupplung 29 ist abgeschaltet, die äußere lastschaltbare Kupplung 40 ist zugeschaltet. Nun erfolgt der Kraftfluß unter Ausschluß der zweiten Planetenstufe 20, wobei sich der innere Ringkäfig 27 über die äußere lastschaltbare Kupplung 40 am feststehenden Planetensteg 24 abstützt und damit die Abstützung des Planetensteges 14 der ersten Planetenstufe lo bringt. Der Kraftfluß geht also unmittelbar über das Sonnenrad 11 und die Planetenräder 12 in das Hohlrad 15, d. h. unmittelbar über die erste Planetenstufe lo in die Radnabe 1.
- Patentansprüche- Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Hydrostatischer Trommelantrieb mit einem in der Trommel angeordneten zweistufigen Planetengetriebe, von dem die beiden koaxial nebeneinanderliegenden Hohl räder mit der Trommel verbunden sind, bei dem das Sonnenrad der außenliegenden ersten Planetenstufe auf einer Antriebswelle sitzt, die durch die innenliegende zweite Planetenstufe hindurchgeführt und drehfest mit der Motorwelle der ersten Planetenstufe das Sonnenrad der zwischen Hydromotor und erster Planetenstufe liegenden zweiten Planetenstufe treibt, und bei dem der Planetensteg der zweiten Planetenstufe fest mit dem Motorgehäuse verbunden ist, welches Mittel zur Befestigung desselben an einer Drehmomentenstütze aufweist, und wobei die Trommel drehbar auf den Motorgehäuse und/oder dem zweiten Planetensteg gelagert ist, nach Patent ... (Patentanmeldung ...), dadurch gekennzeichnet, daß aus dem der zweiten Planetenstufe (20) benachbarten Teil des zweiten Planetensteges (14) ein äußerer Ringkäfig (26) gebildet ist, der einen drehbaren inneren Ringkäfig (27) enthält, daß der innere Ringkäfig (27) motorseitig fest mit einer inneren Hohlwelle (28) und die in einer das Sonnenrad (21) der zweiten Planetenstufe (20) tragenden kürzeren äußeren Hohlwelle (32) liegende innere Hohlwelle (28) drehfest mit dem Planetensteg (14) der ersten Planetenstufe (lo) verbunden ist, daß in einem Ringraum (45) zwischen dem äußeren und dem inneren Ringkäfig eine äußere, lastschaltbare Kupplung (40) angeordnet ist, deren Primärteil mit dem äußeren Ringkäfig (26) und deren Sekundärteil mit dem inneren Ringkäfig (27) verbunden ist, und daß im Ringraum des inneren Ringkäfigs (27) eine innere, lastschaltbare Kupplung (29) angeordnet ist, deren Primärteil mit dem inneren Ringkäfig (27) und deren Sekundärteil mit der äußeren Hohlwelle (32) verbunden ist.
2. Hydrostatischer Radantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ringkäfig (27) motorseitig und auf der der zweiten Planetenstufe (20) benachbarten Seite über Radiallager (18,33) im zweiten Planetensteg (14) gelagert ist.
3. Hydrostatischer Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ringkäfig (26) im Ringraum (45) eine Innenverzahnung für die drefeste Befestigung der Primärlamellen (43) der äußeren lastschaltbaren Kupplung (40) und in der motorseitigen Begrenzung des Ringraumes (45) eine Ringnut zur Aufnahme eines Ringkolbens (44) aufweist, der über einen im äußeren Ringkäfig (26) verlaufenden Kanal (39) mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, daß der innere Ringkäfig (27) eine Außenverzahnung für diedrehfeste Befestigung der Sekundärlamellen (42) der äußeren lastschaltbaren Kupplung (40) und eine Innenverzahnung für die drehfeste Befestigung der Primärlamellen (37) der inneren lastschaltbaren Kupplung (29) und in der motorseitigen Begrenzung seines Ringraumes eine Ringnut zur Aufnahme eines Ringkolbens (30) aufweist, der über einen im inneren Ringkäfig verlaufenden Kanal (34) mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, und daß die äußere Hohlwelle (32) an dem innerhalb des inneren Ringkäfigs (27) liegenden Wellenabschnitt mit einer Außenverzahnung für die drehfeste Befestigung der Sekundärlamellen (38) der inneren lastschaltbaren Kupplung (29) versehen ist.
4. Hydrostatischer Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß motorseitig zwischen dem inneren Ringkäfig (26) und dem äußeren Ringkäfig (27) eine drehbare Ringscheibe (31) angeordnet ist, die Druckmittelkanäle aufweist, durch die in jeder relativen Drehstellung der Käfige (26,27) und der Ringscheibe (31) zueinander der im inneren R ingkäfig (27) verlaufende Kanal (34) mit einem weiteren im äußeren Ringkäfig (26) verlaufenden Druckmittelkanal (35) verbunden ist.
5. Hydrostatischer Radantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schaltkupplung (40) die innere Schaltkupplung (29) umgibt.