DE4206087C2 - Hydromechanischer Radantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydromechanischen Radantrieb, umfassend einen feststehenden Nabenträger und eine rotierende Nabe sowie einen innerhalb des Radantriebs angeordneten hydrostatischen Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise mit nachgeschaltetem, zumindest einstufigen Planetengetriebe, das ausgangsseitig mit der Nabe verbunden ist, wobei die Drehachsen der Nabe, des Planetengetriebes und des Axialkolbenmotors zusammenfallen und das Planetengetriebe innerhalb der Axialerstreckung des Axialkolbenmotors angeordnet ist, wobei ferner die zu den Arbeitszylindern der Zylindertrommel des Axialkolbenmotors geführten Druckmittelkanäle in einer Steuerfläche münden, die am Nabenträger oder an einem daran befestigten Bauteil gebildet ist, wobei weiter die Zylindertrommel ohne Zwischenschaltung einer im Kraftfluß angeordneten, motorseitigen Abtriebswelle drehfest mit einem rotierenden Getriebeelement des Planetengetriebes verbunden ist und wobei schließlich die Schrägscheibe des Axialkolbenmotors an einem Zuganker befestigt oder einstückig an diesem gebildet ist, von dem die Zylindertrommel zentrisch durchsetzt ist und der mit dem Nabenträger im Bereich der Steuerfläche drehfest verbunden ist.

Aus der DE 32 35 378 A1 ist ein Axialkolbenmotor mit nach­ geschaltetem Planetengetriebe bekannt, der für den Radantrieb eines Arbeitsfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist der Axial­ kolbenmotor teilweise in das Planetengetriebe integriert. Die Zylindertrommel und die Schrägscheibe des Axialkolbenmotors sind samt dem sie umgebenden Gehäuse in einem Hohlraum des Planetenträgers (Steg) der letzten Stufe des Planetengetriebes angeordnet, wodurch gegenüber anderen derartigen Radantrieben der Bauraum in axialer Richtung reduziert ist.

Aus der GB 1 335 666 ist ein gattungsgemäßer hydromechanischer Radantrieb bekannt, bei dem das Planetengetriebe radial über den Axialkolbenmotor geschachtelt ist, so daß das Getriebe die Abmessungen des Axialkolbenmotors in Längsrichtung im wesentlichen nicht überschreitet. Dennoch ergeben sich erhebliche Abmessungen des Radantriebs in axialer Richtung, weil die abgriffsseitig als Welle ausgebildete Nabe in einem topfförmigen, mit dem Nabenträger verbundenen Gehäuse mittels zweier voneinander beabstandeter Wälzlager gelagert ist. Auch hinsichtlich der radialen Abmessungen besteht der Wunsch nach einer Optimierung, denn am Außenumfang der Zylindertrommel ist ein Sonnenrad einer ersten Stufe des Planetengetriebes angeformt, so daß sich ein vom Außendurchmesser der Zylindertrommel bestimmter Mindestdurchmesser des Sonnenrades ergibt. Darüber hinaus ist der Zuganker, der über die Schrägscheibe die Triebwerkskräfte aufnehmen muß, bei der bekannten Konstruktion nur einseitig abgestützt, so daß sich aus Festigkeitsgründen ein erheblicher Durchmesser dieses Bauteils ergibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Hinblick auf die Abmessungen und die Anzahl der Bauteile verbesserten Radantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zuganker im Bereich der Schrägscheibe auf der rotierenden Nabe abgestützt ist und daß eine zur gemeinsamen Aufnahme der Triebwerkskräfte des Axialkolbenmotors und der auf den Radantrieb von außen einwirkenden Kräfte ausgebildete Lagerung zwischen der Nabe und dem Nabenträger innerhalb der Axialerstreckung des Zugankers angeordnet ist. Die Triebwerkskräfte des Axialkolbenmotors, die durch die Abstützung der Arbeitskolben auf der Schrägscheibe und durch die hydraulische Entlastung der Steuerfläche hervorgerufen werden, werden in den feststehenden Nabenträger und durch die erfindungsgemäße zusätzliche Abstützung des Zugankers in der rotierenden Nabe in die zwischen dieser und dem Nabenträger angeordnete Lagerung eingeleitet. Das zur Abstützung vorzusehende Lager zwischen dem Zuganker und der Nabe kann dabei im Aufbau sehr einfach gehalten werden, da die Nabe gegenüber dem Zuganker nur eine geringe Drehzahl aufweist. Beispielsweise rotiert die Nabe bei einer Maximaldrehzahl der Zylindertrommel von 2000 Umdrehungen pro Minute und einer Untersetzung im Planetengetriebe von 10 : 1 nur mit einer Drehzahl von 200 Umdrehungen pro Minute, so daß hier simples Gleitlager eingesetzt werden kann. Durch die gemeinsame Lagerung für das Triebwerk und die Nabe sind gegenüber den bekannten hydromechanischen Radantrieben weniger Bauteile nötig. Darüber hinaus werden äußerst kompakte Abmessungen erzielt.

Bei einem Radantrieb, bei dem die rotierende Nabe zumindest einen Teil des Axialkolbenmotors und/oder des Planetengetriebes umgreift, erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Nabe als umlaufendes Gehäuseteil ausgebildet ist. Hierbei übernimmt die rotierende Nabe die Funktion einer Gehäusewand, wodurch ein weiteres Bauteil eingespart wird.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als rotierendes Getriebeelement das Sonnenrad des Planetengetriebes vorgesehen ist, wobei das Hohlrad am Nabenträger befestigt oder einstückig an diesem gebildet und der Steg mit einem die Zylindertrommel übergreifenden Abgriffselement verbunden ist, das die Nabe treibend direkt oder indirekt mit dieser in Verbindung steht. Dabei ist es möglich, das Sonnenrad direkt am Außenumfang der Zylindertrommel zu bilden. Weitaus vorteilhafter ist es jedoch, wenn das Sonnenrad axial zwischen der der Steuerfläche zugewandten Stirnseite der Zylindertrommel und der Steuerfläche angeordnet ist und mit Öffnungen zum periodischen Verbinden der Arbeitszylinder in der Zylindertrommel mit den Druckmittelkanälen in der Steuerfläche versehen ist. Dadurch kann das Sonnenrad im Durchmesser kleiner gehalten werden, was die Abmessungen des Planetengetriebes und somit des Radantriebs in radialer Richtung gering hält.

Das Untersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Zylinder­ trommel und der Drehzahl der Nabe kann dadurch vergrößert werden, daß das Abgriffselement mit dem Sonnenrad einer zweiten Stufe des Planetengetriebes verbunden oder einstückig mit diesem gebildet ist, wobei das Hohlrad der zweiten Stufe mit dem Nabenträger und der Steg der zweiten Stufe mit der Nabe verbunden ist. Zweckmäßigerweise sind dabei an der Innenseite der Nabe die Planetenräder tragende Zapfen direkt angeformt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands sieht vor, daß innerhalb des Radantriebs eine Bremse vorgesehen ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Bremse mindestens eine drehfest mit dem Steg der ersten Stufe des Planetengetriebes verbundene Bremslamelle aufweist, die mit mindestens einer drehfest mit dem Nabenträger verbundenen Gegenlamelle in Wirkverbindung steht.

Die beschriebene Bauweise des erfindungsgemäßen Radantriebs, bei der die drei Funktionen Antrieb (durch Zylindertrommel des Axialkolbenmotors), Untersetzung (durch Planetengetriebe) und Bremse radial übereinander angeordnet sind und die Axial­ erstreckung eines einzelnen Axialkolbenmotors im wesentlichen nicht überschritten wird, ergibt bei Einsatz von nur wenigen, leicht herzustellenden und montierbaren Bauteilen einen extrem kompakten Radantrieb, der innerhalb einer übliche Felgen­ schüssel angeordnet werden kann.

Als vorteilhaft erweist sich ferner eine Anordnung, bei der die zwischen dem Nabenträger und der Nabe angeordnete Lagerung aus einem zweireihigen Schrägkugellager in O-Anordnung besteht. Eine derartige Lagerung ist gut zur Aufnahme der auf den Rad­ antrieb von außen einwirkenden Kräfte und der im Verhältnis dazu geringen Triebwerkskräfte aus dem Axialkolbenmotor geeignet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Der erfindungsgemäße hydromechanische Radantrieb weist einen Nabenträger 1 auf, der beispielsweise an einer Fahrzeugachse eines Mobilbaggers befestigt ist. Eine Nabe 2 ist über eine Lagerung 3, die in diesem Beispiel als zweireihiges Schräg­ kugellager in O-Anordnung ausgeführt ist, drehbar auf dem Nabenträger 1 gelagert. Die Nabe 2 ist mit Befestigungsbolzen 4 für eine Scheibenradfelge versehen. In dem Nabenträger 1 sind Druckmittelkanäle 5 angeordnet, die in einer Steuerfläche 6 eines innerhalb des Radantriebs angeordneten Axialkolbenmotors münden. Die Steuerfläche 6 weist in bekannter Weise nieren­ förmige Steuerschlitze auf, die der periodischen Verbindung von in der Zylindertrommel 7 der Axialkolbenmaschine angeordneten Arbeitszylindern 8 mit den Druckmittelkanälen 5 dienen. Es ist auch möglich, daß die Steuerfläche 6 an einem mit dem Naben­ träger 1 verbundenen Bauteil, einem sogenannten Steuerboden, gebildet ist. In diesem Fall könnte man den Nabenträger 1 auch als Steuerbodenaufnahme bezeichnen.

In den Arbeitszylindern 8 sind Arbeitskolben 9 angeordnet, die sich auf einer Schrägscheibe 10 abstützen. Die Schrägscheibe 10 ist verdrehfest mit einem Zuganker 11 verbunden, der im Naben­ träger 1 verdrehsicher befestigt ist. Es ist auch möglich, die Schrägscheibe 10 und den Zuganker 11 einstückig auszubilden. Da die Zylindertrommel 7 im Gegensatz zum Zuganker 11 rotiert, ist ein Wälzlager 12 zwischen Zylindertrommel 7 und Zuganker 11 im schrägscheibennahen Bereich angeordnet.

Die Zylindertrommel 7 ist im steuerflächennahen Bereich im Durchmesser verringert und drehfest mit einem zwischen der Stirnfläche der Zylindertrommel 7 und der Steuerfläche 6 an­ geordneten Sonnenrad 13 der ersten Stufe eines zweistufigen Planetengetriebes verbunden. Das Sonnenrad 13 übernimmt gleichzeitig die Abstützung der Zylindertrommel 7 in radialer Richtung in deren schrägscheibenfernen Bereich.

Das Sonnenrad 13 steht in Eingriff mit Planetenrädern 14, die innerhalb eines mit dem Nabenträger 1 verbundenen Hohlrades 15 abrollen und auf einem Steg 16 gelagert sind. Der Steg 16 ist auf einem buchsenförmigen Abgriffselement 17 angeordnet, das am Außendurchmesser mit einer Keil- oder Kerbverzahnung versehen ist und die Zylindertrommel 7 in Richtung zur Schrägscheibe 10 hin übergreift. Dabei bildet das Abgriffselement 17 gleich­ zeitig des Sonnenrad der zweiten Stufe des Planetengetriebes. Der Steg der zweiten Stufe wird von der Nabe 2 ge­ bildet, die zu diesem Zweck mit Zapfen 18 versehen ist, auf denen jeweils ein Planetenrad 19 gelagert ist. Die Planeten­ räder 19 stehen in Eingriff mit einem Hohlrad 20, das mit dem Nabenträger 1 verbunden ist. Zwischen der Außenfläche des Hohlrads 20 und einer Innenfläche der Nabe 2 ist die bereits erwähnte Lagerung 3 angeordnet.

Der Steg 16 ist an seinem Außendurchmesser mit einer Keil- oder Kerbverzahnung versehen, auf denen Bremslamellen 21 verdreh­ fest, jedoch axial verschieblich sind. Zwischen den Brems­ lamellen 21 befinden sich Bremslamellen 22, die in analoger Weise im Nabenträger 1 angeordnet sind. Die Bremslamellen 21 und 22 sind durch federkraftbelastete und hydraulisch entlast­ bare Bremskolben 23 betätigbar, die im Nabenträger 1 angeordnet sind.

Claims (8)

1. Hydromechanischer Radantrieb, umfassend einen fest­ stehenden Nabenträger und eine rotierende Nabe sowie einen innerhalb des Radantriebs angeordneten hydrostatischen Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise mit nachge­ schaltetem, zumindest einstufigen Planetengetriebe, das ausgangsseitig mit der Nabe verbunden ist, wobei die Drehachsen der Nabe, des Planetengetriebes und des Axialkolbenmotors zusammenfallen und das Planetengetriebe innerhalb der Axialerstreckung des Axialkolbenmotors angeordnet ist, wobei ferner die zu den Arbeitszylindern der Zylindertrommel des Axialkolbenmotors geführten Druckmittelkanäle in einer Steuerfläche münden, die am Nabenträger oder an einem daran befestigten Bauteil gebildet ist, wobei weiter die Zylindertrommel ohne Zwischenschaltung einer im Kraftfluß angeordneten, motorseitigen Abtriebswelle drehfest mit einem rotierenden Getriebeelement des Planetengetriebes verbunden ist und wobei schließlich die Schrägscheibe des Axialkolbenmotors an einem Zuganker befestigt oder einstückig an diesem gebildet ist, von dem die Zylindertrommel zentrisch durchsetzt ist und der mit dem Nabenträger im Bereich der Steuerfläche drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (11) im Bereich der Schrägscheibe (10) auf der rotierenden Nabe (2) abgestützt ist und daß eine zur gemeinsamen Aufnahme der Triebwerkskräfte des Axialkolbenmotors und der auf den Radantrieb von außen einwirkenden Kräfte ausgebildete Lagerung (3) zwischen der Nabe (2) und dem Nabenträger (1) innerhalb der Axialerstreckung des Zugankers angeordnet ist.

2. Hydromechanischer Radantrieb nach Anspruch 1, wobei die rotierende Nabe zumindest einen Teil des Axialkolbenmotors und/oder des Planetengetriebes umgreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (2) als umlaufendes Gehäuseteil ausgebildet ist.

3. Hydromechanischer Radantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als rotierendes Getriebeelement das Sonnenrad (13) des Planetengetriebes vorgesehen ist, wobei das Hohlrad (15) am Nabenträger (1) befestigt oder einstückig an diesem gebildet und der Steg (16) mit einem die Zylindertrommel (7) übergreifenden Abgriffselement (17) verbunden ist, das die Nabe (2) treibend direkt oder indirekt mit dieser in Verbindung steht.

4. Hydromechanischer Radantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Getriebeelement bzw. das Sonnenrad (13) axial zwischen der der Steuerfläche (6) zugewandten Stirnseite der Zylindertrommel (7) und der Steuerfläche (6) angeordnet ist und mit Öffnungen zum periodischen Verbinden der Druckmittelkanäle (5) in der Steuerfläche (6) mit den Arbeitszylindern (8) in der Zylindertrommel (7) versehen ist.

5. Hydromechanischer Radantrieb nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgriffselement (17) mit dem Sonnenrad (19) einer zweiten Stufe des Planetengetriebes verbunden oder einstückig mit diesem gebildet ist, wobei das Hohlrad (20) der zweiten Stufe mit dem Nabenträger (1) und der Steg der zweiten Stufe mit der Nabe (2) verbunden ist.

6. Hydromechanischer Radantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Radantriebs eine Bremse vorgesehen ist.

7. Hydromechanischer Radantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse mindestens eine drehfest mit dem Steg (16) der ersten Stufe des Planetengetriebes verbundene Bremslamelle (21) aufweist, die mit mindestens einer drehfest mit dem Nabenträger (1) verbundenen Gegen­ lamelle (22) in Wirkverbindung steht.

8. Hydromechanischer Radantrieb nach einem der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Nabenträger (1) und der Nabe (2) angeordnete Lagerung (3) aus einem zweireihigen Schrägkugellager in O-Anordnung besteht.