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Title:
DRIVE MECHANISM FOR A MOBILE VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/108460
Kind Code:
A1
Abstract:
A drive mechanism for a mobile vehicle comprises a single-stage planetary gear (7), the external central wheel (10) of which is fixed, the internal central wheel (6) of which forms the input and the planet carrier (12) of which forms the output which may be connected to the housing (4) by means of a brake (14). According to the invention, a simple assembly can be guaranteed, whereby the driving flange (17) is mounted on the housing (4) by means of a first bearing (28) and the planet carrier (12) is mounted in a second bearing (26), whereby a pin (24) on the plant carrier (12) is fixed in a drilling in the drive flange (17).

Inventors:
OBERSTARR JOHANN GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/005854
Publication Date:
December 16, 2004
Filing Date:
May 29, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
OBERSTARR JOHANN GERHARD (DE)
International Classes:
B60K17/04; F16D55/40; F16H57/10; (IPC1-7): B60K17/04; B60T1/06; F16D55/40
Foreign References:
EP0979365B12001-07-11
DE19523543A11997-01-02
DE3905292A11990-08-23
FR2322757A11977-04-01
GB2075622A1981-11-18
US4424874A1984-01-10
DE4433100A11996-04-04
US4442914A1984-04-17
DE2049630A11972-04-13
EP0979365B12001-07-11
US6090006A2000-07-18
EP1234993A12002-08-28
US6530859B22003-03-11
US4424874A1984-01-10
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Antrieb für MobilFahrzeuge mit einem Planetenge triebe (7), bei welchem ein inneres Zentralrad (6) den An trieb bildet, das äußere Zentralrad (9) drehfest gehalten ist und ein Planetenträger (12), auf welchem mindestens ein Planetenrad (8) gelagert ist, den Abtrieb bildet, wobei zwischen einem drehfesten Gehäuse (4) und einem äußeren Bereich des Planetenträgers (12) Lamellen einer Lamellen bremse (14) angeordnet sind, wobei der Planetenträger (12) über einen Zapfen (24) drehfest mit einem Abtriebs flansch (17) verbunden ist und ein erstes Lager (28) und ein zweites Lager (26) beabstandet in einem Gehäuse (4) angeordnet sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abtriebsflansch (17) über das erste Lager (28) und der Planetenträger (12) über das zweite Lager (26) im Ge häuse (4) gelagert ist und das zweite Lager (26) durch den Abtriebsflansch (17) und den Planetenträger (12) in axialer Richtung fixiert ist.
2. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass, benachbart zum zweiten Lager (26), der Abtriebsflansch (17) auf dem Zapfen (24) zentriert ist und im Bereich eines Endes (30) des Zapfens (24), welches auf der dem Planetenträger abge wandten Seite angeordnet ist, der Abtriebsflansch (17) über eine Buchse (31) auf dem Zapfen (24) zentriert ist.
3. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Ab triebsflansch (17) eine Bohrung aufweist, welche den Zap fen (24) aufnimmt.
4. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zap fen (24) über eine Verzahnung mit dem Abtriebsflansch (17) drehfest verbunden ist.
5. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Buch se (30) topfförmig ausgebildet ist und einerseits in axia ler Richtung über Verbindungselemente (32) mit dem Zap fen (24) verbunden ist und andererseits in axialer Richtung am Abtriebsflansch (17) anliegt.
6. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verbin dungselemente (32) einer Außenseite des Antriebs zugewandt angeordnet sind.
7. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Lager (28) einen größeren Innendurchmesser als das zweite Lager (26) aufweist.
8. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Bereich des ersten (28) und des zweiten Lagers (26) ein Kolben (18) angeordnet ist, über welchen die Lamellenbremse (14) im Schließsinne betätigbar ist.
9. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kol ben (18) eine automatische Nachstellvorrichtung (21) auf weist.
10. Antrieb für ein MobilFahrzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Brem se (14) zwischen dem Abtriebsflansch (17) und dem Planeten rad (8) angeordnet ist.
Description:
Antrieb für ein Mobil-Fahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein Mobil-Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Gattungsgemäße Antriebe werden zum Antrieb von Fahr- zeugrädern, insbesondere für Arbeitsmaschinen, wie bei- spielsweise Radbagger oder Radlader, verwendet. Hierbei ist es einerseits von Bedeutung, das Fahrzeugrad direkt zu bremsen, um im gebremsten Zustand ein zusätzliches Bewegen des Fahrzeugrades durch das Verzahnungsspiel einer, einer Betriebsbremse nachgeschalteten Untersetzungsgetriebestufe auszuschalten, und andererseits von Bedeutung, diese Bremse vor Verschmutzung zu schützen. Ebenso ist es von Bedeutung, die Radlager, über welche die Fahrzeugräder gelagert sind, so auszugestalten, dass eine ausreichende Lebensdauer auch bei den hohen Fahrzeuggewichten der Arbeitsmaschinen er- reicht werden kann. Auch ist es von Bedeutung, Wartungsar- beiten an den Antrieben durchführen zu können, ohne die Achse aus dem Fahrzeug auszubauen.

Die EP 0 979 365 B1 offenbart ein Fahrzeuggetriebe mit integrierter, gekühlter Bremse, bei welchem der Abtriebs- flansch direkt über Radlager im Gehäuse gelagert und über eine Verzahnung drehfest mit dem Planetenträger verbunden ist. An dem radial äußeren Bereich des Planetenträgers sind die inneren drehenden Lamellen einer Lamellenbremse ange- ordnet, über welche der Planetenträger mit dem drehfesten Gehäuse verbindbar ist. Somit besteht die Möglichkeit, die Bremse vor Verschmutzung zu schützen und den Abtrieb direkt zu bremsen. Der Planetenträger weist einen Zapfen auf, wel-

cher in eine Bohrung des Abtriebsflansches ragt, wobei die drehfeste Verbindung zwischen dem Abtriebsflansch und dem Zapfen über eine Mitnahmeverzahnung erfolgt.

Die US 6,090, 006 offenbart ein Fahrzeuggetriebe zum Antrieb der Fahrzeugräder, bei welchem der Abtriebsflansch direkt über zwei Radlager im Gehäuse gelagert ist und der Zapfen des Abtriebsflansches in einer Bohrung des Planeten- trägers über eine Mitnahmeverzahnung drehfest gehalten ist.

Am radial äußeren Bereich des Planetenträgers befinden sich die drehenden Lamellen einer Lamellenbremse, über welche der Planetenträger mit dem Gehäuse drehfest verbindbar ist.

Eine Demontage des Abtriebsflansches ist hierbei sehr auf- wendig.

Die EP 1 234 993 AI offenbart ein Fahrzeuggetriebe zum Antrieb der Fahrzeugräder, bei welchem der Abtriebsflansch über einen Zentrierzapfen im Planetenträger und der Plane- tenträger über zwei Radlager im Gehäuse gelagert sind. Um den Abtriebsflansch mit dem Planetenträger drehfest zu ver- binden, ist der Abtriebsflansch über axial angeordnete Schrauben mit dem Planetenträger verschraubt.

Die US 6,530, 859 B2 offenbart ein Planetengetriebe, bei welchem ein Abtriebsflansch über eine Mitnahmeverzah- nung mit einer Abtriebswelle drehfest verbunden ist und die Abtriebswelle über ein erstes Lager im Gehäuse und der Pla- netenträger über ein zweites Lager im Gehäuse gelagert sind und zwischen dem radial äußeren Bereich der Abtriebswelle und einer Bohrung im Planetenträger eine Zentrierbuchse angeordnet ist, welche den Planetenträger auf der Abtriebs- welle zentriert. Unmittelbar benachbart zum inneren Zen- tralrad des Planetengetriebes ist eine Scheibe mit einem

Verbindungselement angeordnet, über welches der Planeten- träger mit der Abtriebswelle axial verbindbar ist. Eine Demontage der Abtriebswelle ist aufwendig.

Die US 4,424, 874 offenbart insbesondere in Fig. 4 ei- nen Antrieb für ein Mobil-Fahrzeug, bei welchem eine Lamel- lenbremse zwischen dem inneren Zentralrad und dem drehfes- ten Gehäuse angeordnet und der Abtriebsflansch über eine Mitnahmeverzahnung drehfest mit dem Planetenträger verbun- den sind, und der Abtriebsflansch über ein erstes Lager im Gehäuse und der Planetenträger über ein zweites Lager im Gehäuse gelagert sind, und der Abtriebsflansch über eine Mutter, welche dem inneren Zentralrad direkt benachbart angeordnet ist, in axialer Richtung mit dem Planetenträger verbunden wird. Bei dieser Anordnung ist die Demontage und Montage des Antriebs schwierig, da zur Einstellung der Rad- lager das Planetengetriebe demontiert sein muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für Mobil-Fahrzeuge zu schaffen, bei welchem der Abtrieb direkt über eine Lamellenbremse bremsbar ist, bei welchem die Radlager eine ausreichende Lebensdauer auf- weisen und der Antrieb einfach demontierbar ist.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Antrieb für Mobil-Fahrzeuge gelöst.

Erfindungsgemäß weist der Antrieb für Mobil-Fahrzeuge einen Abtriebsflansch auf, welcher über ein erstes Lager im Gehäuse gelagert ist. Der Planetenträger ist über ein zwei- tes Lager ebenfalls im Gehäuse gelagert. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Lager im gleichen Gehäuseteil an-

geordnet. Der Planetenträger weist einen in Richtung Ab- triebsflansch weisenden Zapfen auf, welcher in eine Bohrung des Abtriebsflansches ragt, und über welchen der Abtriebs- flansch mit dem Planetenträger drehfest verbunden ist. So- mit ist es möglich, die Abtriebslager in ihren Dimensionen optimal auf die Erfordernisse auszulegen, wodurch bei- spielsweise das erste Lager größer dimensioniert ist als das zweite Lager. Der Innenring des zweiten Lagers stützt sich einerseits im Planetenträger und andererseits in axia- ler Richtung am Abtriebsflansch ab, wodurch der Innenring des zweiten Lagers in axialer Richtung durch den Abtriebs- flansch und den Planetenträger fixiert ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, eine einfache Montage zu gewähr- leisten, da ein aufwendiges Einstellen der beiden Radlager entfällt und eine sogenannte"Set-Right-Lagerung"verwendet werden kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, den Abtriebs- flansch auf einfache Weise zu demontieren, da bei Verwen- dung von Kegelrollenlagern als Radlager, welche in einer sogenannten"0-Anordnung"angeordnet sind, keine großen Abpreßkräfte für den Abtriebsflansch bei der Demontage be- nötigt werden. Unmittelbar benachbart zur zweiten Lagerung sind der Abtriebsflansch und der Zapfen des Planetenträgers so ausgebildet, dass der Abtriebsflansch auf dem Planeten- träger in radialer Richtung zentriert ist. An dem, dem Ab- triebsflansch zugewandten Ende des Zapfens des Planetenträ- gers sind der Abtriebsflansch und der Zapfen so ausgebil- det, dass eine zweite Zentrierung des Abtriebsflansches auf dem Zapfen des Planetenträgers erfolgt. Vorzugsweise er- folgt diese Zentrierung über eine Zentrierbuchse, welche sich zwischen dem Zapfen und dem Abtriebsflansch befindet.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist diese Zentrier- buchse topfförmig ausgebildet, wodurch der Abtriebsflansch auf dem Zapfen des Planetenträgers in axialer Richtung fi-

xiert werden kann, indem die topfförmige Buchse über axiale Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben, einer- seits auf den Zapfen verspannt wird und andererseits sich in axialer Richtung im Abtriebsflansch abstützt. Indem der Abtriebsflansch über zwei beabstandete Zentrierungen auf dem Planetenträger in radialer Richtung zentriert wird, wird wirksam ein Abkippen des Planetenträgers im Abtriebs- flansch verhindert, wodurch die Radlager optimale Betriebs- bedingungen erhalten. Indem die axiale Fixierung des Plane- tenträgers im Abtriebsflansch an der dem Abtriebsflansch zugewandten Seite des Zapfens des Planetenträgers erfolgt, welcher auf einfache Weise von außen im Fahrzeug zugänglich ist, kann eine Demontage des Abtriebsflansches ohne Ausbau der Achse im Fahrzeug erfolgen. Auch wird zur Demontage des Abtriebsflansches keinerlei Sonderwerkzeug benötigt, da handelsübliche Schrauben verwendet werden.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu ent- nehmen.

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt einer Seite der Antriebsachse mit einem Achsrohr 1, welches mit dem nicht gezeigten Fahrzeug verbindbar ist und welches eine trichterförmige Erweiterung 2 aufweist, welche über Verbin- dungselemente 3 mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Eine An- triebswelle 5 treibt ein inneres Zentralrad 6 eines Plane- tengetriebes 7 an und kann auch einstückig mit der An- triebswelle ausgeführt sein. Vorzugsweise ist die Antriebs- welle mit einem nicht gezeigten Differential verbunden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Antriebswelle mit einem Antriebsmotor, wie beispielsweise einem Elektromotor oder einem Hydromotor, zu verbinden. Das innere Zentral- rad 6 ist mit dem Planetenrad 8 in Wirkverbindung, wobei

sich das Planetenrad 8 am äußeren Zentralrad 9, welches drehfest gehalten ist, abstützt. Vorzugsweise ist das äuße- re Zentralrad 9 mittels Bolzen 10 drehfest in der trichter- förmigen Erweiterung 2 oder dem Gehäuse 4 angeordnet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das äußere Zentral- rad 9 über eine selbstschneidende Verzahnung, eine soge- nannte"Maus-Verzahnung", drehfest in der trichterförmigen Erweiterung 2 oder dem Gehäuse 4 zu halten. Auch ist eine Anordnung des äußeren Zentralrades wie in der EP 0 979 365 B1 möglich. Das Planetenrad 8 ist über die Planetenlagerung 11 auf dem Planetenträger 12 gelagert. An dem radial äußeren Bereich des Planetenträgers 12, benach- bart zum Planetenrad 8, sind die inneren drehenden Lamellen 13 der Lamellenbremse 14 drehfest angeordnet. Die äußeren Lamellen 15 sind drehfest im Gehäuse 4 oder der trichter- förmigen Erweiterung 2 angeordnet. Indem die inneren Lamel- len 13 drehen, erfolgt durch die Zentrifugalbeschleunigung des Schmiermittels eine Kühlung der Bremse 14, indem Schmiermittel am äußeren Bereich des Planetenträgers 12 bei den inneren Lamellen 13 eintritt, die Lamellenbremse durch- flutet und in dem Bereich, in dem die äußeren Lamellen 15 drehfest gehalten sind, wieder aus der Lamellenbremse 14 in axialer Richtung austritt und über Kanäle 16 zurückfließen kann. Vorzugsweise ist die Lamellenbremse 14 zwischen dem Planetenrad 8 und dem Abtriebsflansch 17 angeordnet. Es besteht auch die Möglichkeit, die Lamellenbremse 14 in Richtung trichterförmiger Erweiterung anzuordnen. Zwischen der Lamellenbremse 14 und dem Abtriebsflansch 17 ist ein Kolben 18 angeordnet, welcher bei Druckbeaufschlagung im Raum 19 die Lamellenbremse 14 im Schließsinne betätigt. Der Kolben 18 wird von einer Rückstellfeder 20 bei Nichtbetäti- gen zurückgedrückt. Hierbei besteht die Möglichkeit, die Rückstellfeder 20 auf eine automatische Nachstellvorrich-

tung 21 wirken zu lassen, welche im radial inneren Bereich des Kolbens 18 angeordnet ist. Bei dieser Nachstellvorrich- tung ist eine Klemmhülse 22 im Kolben 18 angeordnet, welche auf eine Scheibe 23 wirkt, welche innerhalb eines definier- ten Weges axial verschiebbar und durch beidseitige Anschlä- ge der axiale Weg begrenzt ist. Da die automatische Nach- stellvorrichtung 21 in radialer Richtung nicht fixiert ist, ist es auch nicht notwendig, den Kolben 18 in radialer Richtung zu fixieren. Vorzugsweise befindet sich der Kolben 18 und die Nachstellvorrichtung im Bereich des ersten und zweiten Lagers. Der Planetenträger 12 weist in Richtung des Abtriebsflansches 17 einen Zapfen 24 auf, auf dessen Ober- fläche der Innenring 25 der zweiten Lagerung 26 angeordnet ist. Der Zapfen 24 ist über eine drehfeste Verbindung 27, beispielsweise eine Verzahnung oder eine mäanderförmige Ausgestaltung der Oberfläche oder mehrere Bolzen, mit dem Abtriebsflansch 17 drehfest verbunden. Diese drehfeste Ver- bindung 27 ist in einer Bohrung des Abtriebsflansches 17 angeordnet. Indem die drehfeste Verbindung 27 in der Boh- rung des Abtriebsflansches 17 angeordnet ist, kann deren Länge, je nach Anforderung, optimal ausgelegt werden. Der Abtriebsflansch 17 ist über eine erste Lagerung 28 im Ge- häuse 4 gelagert. Vorzugsweise ist die erste Lagerung 28 in ihrem Innendurchmesser größer als die zweite Lagerung 26 ausgestaltet. Unmittelbar benachbart zum Innenring 25 ist eine Zentrierung 29 angeordnet. Über diese Zentrierung 29 wird der Abtriebsflansch 17 auf dem Zapfen 24 zentriert. An der dem Planetenrad 8 abgewandten Ende 30 des Zapfens 24 befindet sich eine Buchse 31, welche den Abtriebsflansch 17 auf dem Zapfen 24 zentriert. Somit wird der Abtriebs- flansch 17 über die Buchse 31 und die Zentrierung 29 auf dem Zapfen 24 zentriert, wodurch die erste Lagerung 28 und die zweite Lagerung 26 optimale Betriebsbedingungen erfah-

ren, da der Abtriebsflansch 17 nicht gegen den Planetenträ- ger 12 abkippen kann. Die Buchse 31 ist topfförmig ausge- bildet und wird über Verbindungselemente 32 in Richtung des Zapfens 24 verspannt, wobei die Buchse 31 über ihre axiale Anlage 33 den Abtriebsflansch 17 auf den Innenring 25 drückt. Indem der Innenring 25 einerseits im Planetenträ- ger 12 und andererseits an der axialen Anlage 34 des Ab- triebsflansches 17 anliegt, ist eine einfache Montage ohne aufwendige Einstellungsarbeiten der ersten Lagerung 28 und der zweiten Lagerung 26 möglich. Es können somit sogenannte "Set-Right-Lagerungen"verwendet werden. Indem die Buch- se 31 und die Verbindungselemente 32 auf einfache Weise von außen im Fahrzeug zugänglich sind, kann der Abtriebs- flansch 17 ohne Ausbau der Achse aus dem Fahrzeug demon- tiert werden. Indem sich auf dem Abtriebsflansch 17 nur das erste Lager 28 befindet, kann der Abtriebsflansch 17 ohne größere Kraftaufwendung demontiert werden. Dies ist mög- lich, da der Innenring 25 auf dem Planetenträger 12 ver- bleibt. Die Buchse 31 ist über ein Abdrückgewinde 35 auf einfache Weise demontierbar. Zum Schutz der Verbindungsele- mente 32 und zur einfacheren Abdichtung ist der Abtriebs- flansch 17 über einen Deckel 36 mit einer Dichtung 37 ver- schlossen. Der Abtriebsflansch 17 ist über einen Radialwel- lendichtring 38, eine sogenannte"Kassettendichtung", ge- genüber dem Gehäuse 4 abgedichtet. Damit die Dichtung 38 vor Verschmutzung geschützt ist, sind der Abtriebs- flansch 17 und das Gehäuse 4 so ausgestaltet, dass ein La- byrinth 39 entsteht.

Bezugszeichen 1 Achsrohr 2 trichterförmige Erweiterung 3 Verbindungselemente 4 Gehäuse 5 Antriebswelle 6 inneres Zentralrad 7 Planetengetriebe 8 Planetenrad 9 äußeres Zentralrad 10 Bolzen 11 Lagerung 12 Planetenträger 13 innere Lamellen 14 Lamellenbremse '15 äußere Lamellen 16 Kanäle 17 Abtriebsflansch 18 Kolben 19 Raum 20 Rückstellfeder 21 automatische Nachstellvorrichtung 22 Klemmhülse 23 Scheibe 24 Zapfen 25 Innenring 26 zweite Lagerung 27 drehfeste Verbindung 28 erste Lagerung 29 Zentrierung 30 Ende

31 Buchse 32 Verbindungselement 33 axiale Anlage 34 axiale Anlage 35 Abdrückgewinde 36 Deckel 37 Dichtung 38 Dichtung 39 Labyrinth