Die Erfindung betrifft einen hydrostatisch-mechani- sehen Radantrieb mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Hydrostatisch-mechanische Radantriebe werden m fahr¬ baren Baumaschinen und m Fahrzeugen für Sonderaufgaben, z. B. Mullabfuhr, Schwertransport, Feuerwehr usw., einge¬ setzt, und zwar sowohl für Rad- als auch für Raupenfahrzeu¬ ge. Sie treiben einzelne Rader bzw. Kettenrader zum Antrieb der Raupe an. Die Rader sind an einem Flansch einer Radnabe angeschraubt.

Der für den einzelnen Radantrieb zur Verfugung stehen¬ de radiale Bauraum wird in der Regel von dem inneren Rad¬ durchmesser bzw. einem Lochkreisdurchmesser für Befesti¬ gungsschrauben begrenzt. Die Raddurchmesser und Lochkreis- durchmesser lassen sich nicht beliebig vergrößern, da sonst die Rader nicht mehr m das Fahrzeugkonzept passen und der Aufwand für weitere Bauteile steigen wurde, z . B. für die Raupen, Trager usw., oder bei gelenkten Radern der Em- schlagwinkel stark eingeschränkt wurde. Innerhalb dieser radialen Begrenzung soll der Radantrieb mit seinem mechani¬ schen Untersetzungsgetriebe m Form eines Planetengetrie¬ bes, mit einer Radlagerung, einem hydraulischen Hubkolben¬ motor, einem Deckel f r einen hydraulischen Anschluß und mit einer Bremse mit kurzer axialer Lange und geringem Ge- wicht untergebracht werden.

Die DE-Al 27 44 977 zeigt einen Radantrieb mit einem Axialkolbenmotor nach dem Schiefscheibenpnnzip, der ein konstantes Schluckvolumen hat. Ein hochuntersetzendes Zahn¬ radgetriebe in Form eines zweistufigen Planetengetriebes ermöglicht geringe radiale Abmessungen und eine hochbelast¬ bare Lagerung durch Kegelrollenlager. Diese sind zwischen der Radnabe und einem Radnabentrager angeordnet, m dem der Hydromotor untergebracht und mit dem der Planetentrager starr verbunden ist. Allerdings ist die Baulange erheblich.

Um den Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs für Stra¬ ßenfahrten zu erweitern, haben die Radantriebe eine Kupp¬ lung, durch die wahrend der Straßenfahrt einzelne Radan¬ triebe abgeschaltet werden können. Das reduzierte Gesamt- schluckvolumen der verbleibenden Radantriebe bewirkt bei gleichbleibendem Fordervolumen der Pumpe eine deutlich er¬ höhte Fahrgeschwindigkeit, jedoch bei verringertem Drehmo¬ ment. Die Kupplung vergrößert außerdem das Gewicht, den Bauaufwand und die Baulange des Radantriebs erheblich.

Als Antriebsaggregat kann jede Art eines Hydromotors, z. B. auch ein Radialkolbenmotor vorgesehen werden. Diese bauen zwar axial kurz, beanspruchen aber mehr radialen Bau¬ raum. Ferner kann bei dem bekannten Radantrieb die An- triebswelle auf die Fahrzeuginnenseite durchgeführt werden, um auf dieser eine Bremse anzuordnen, was das Gewicht und die Baulange noch weiter vergrößern wurde.

Es ist ferner ein Radantrieb für Raupenfahrzeuge be- kannt (Prospekt F 43421/RT 3391-383 f der Zahnradfabrik

Passau GmbH aus dem Jahr 1991), bei dem ein Axialkolbenmo¬ tor nach dem Schiefscheibenpnnzip in einem als Radnaben¬ trager ausgebildeten Gehäuse angeordnet ist. Die Schief-

Scheibe ist m einem Schwenkrahmen schwenkbar gelagert und ihre Neigung zur Rotationsachse des Axialkolbenmotors kann über einen Hebelmechanismus und einen Hydraulikkolben ver¬ stellt werden, wodurch sich das Schluckvolumen und damit die Drehzahl des Axialkolbenmotors ändert. Grundsätzlich kann die SchiefScheibe stufenlos verstellt werden, für vie¬ le Anwendungsfalle reichen zwei Verstellstufen aus, namlich für ein maximales und minimales Schluckvolumen. Dies ist sogar vorteilhaft, wenn zwischen zwei Geschwmdigkeitsbe- reichen wahrend der Arbeit schnell gewechselt werden muß.

Zwischen dem Gehäuse und dem Schwenkrahmen ist eine Feststellbremse m Lamellenbauweise mit automatischer Betä¬ tigung axial versetzt zum Axialkolbenmotor angeordnet, die durch eine Tellerfeder geschlossen und hydraulisch geöffnet wird. Die Bremse befindet sich somit zwischen dem Axialkol¬ benmotor und einem Zahnradgetriebe. Dadurch ist ihre Zu- ganglichkeit und Kühlung beeinträchtigt. Ferner ist der zur Verfugung stehende Bauraum so beengt, daß die Bremse schwe- re Fahrzeuge nicht mit ausreichender Sicherheit im Gefalle halten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kom¬ pakten hydrostatisch-mechanischen Radantrieb mit einer schnell ansprechenden Steuerung für den Radialkolbenmotor und die Bremse zu schaffen, die auch für schwere Fahrzeuge geeignet ist.

Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost.

Bei dem erfindungsgemaßen Radantrieb wird eine kurze axiale Baulange dadurch erreicht, daß ein Radialkolbenmotor verwendet wird. Langsam laufende Radialkolbenmotoren mit einem hohen Drehmoment zeichnen sich durch eine große Lauf¬ ruhe aus. Ferner sind die zur Steuerung erforderlichen Ven¬ tile platzsparend im Deckel für einen Hydraulikanschluß integriert. Dadurch erzielt man kurze Verbmdungsleitungen zur Bremse und zum Radialkolbenmotor, wodurch das Ansprech¬ verhalten verbessert ist.

Die Bremse öffnet automatisch, wenn der Druck in einer Bremsleitung einen vorgegebenen Wert, zweckmaßigerweise 10 at, übersteigt, und schließt durch die Federkraft, wenn der Druck unter diesen Wert fallt, und zwar m Abstimmung mit einem Bremsventil, das die Zusleitungen zum Radialkolbenmo¬ tor, sobald die Bremse geöffnet hat, und die Zuleitungen schließt, bevor die Bremse schließt. Damit die Bremse nicht berlastet werden kann, ist m der Bremsleitung ein Druck¬ minderventil vorgesehen, das den maximalen Druck auf einen zulassigen Wert begrenzt, z. B. 20 at .

Es ist vorteilhaft, daß die Bremse schneller öffnet als schließt. Hierzu dient ein erstes Drosselruckschlagven- til in der Bremsleitung, das in Druckrichtung öffnet. Da- durch wird die Bremse über die Ruckschlagfunktion schnell beaufschlagt, wahrend der Druck bei der Entlastung über die Drossel langsamer abfallt.

Die Bremse dient in der Regel als Feststellbremse. Sie kann als Lammellenbremse oder formschlussige Bremse ausge¬ bildet sein. Die formschlussige Feststellbremse beansprucht nur einen kleinen Bauraum sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, weil die Haltekrafte durch den Form-

schluß aufgebracht werden. Dies ist durch d e Auswahl ge¬ eigneter Werkstoffe mit hoher Lebensdauer und Festigkeit m einem kleinen Bauraum selbst für schwere Fahrzeuge möglich. Die Feder zum Schließen der Bremse und die hydraulischen Einrichtungen, z. B. der Bremskolben, brauchen nur für die Ein- bzw. Ausruckkrafte ausgelegt zu werden und nicht für die größeren Haltekrafte.

Zweckmaßigerweise befinden sich die Teile der Bremse mit den Formschlußelementen m einem Druckraum, wobei das axial verschiebbare zweite Teil auf einem Bremskolben sitzt, der koaxial zu einer Rotationsachse des Radantriebs liegt. Der Bremskolben ist mit dem federbelasteten Ende dichtend aus dem Druckraum herausgeführt und verbindet un- mittelbar oder über ein Zylmdergehause des Radialkolbenmo¬ tors das zweite Teil formschlussig mit der Sonnenradwelle. Der Bremskolben und die Feder können so dimensioniert wer¬ den, daß sie innerhalb des Steuerdeckels Platz finden.

Nach einem weiteren Vorschlag stutzen sich die Federn über ein Lager zur Lagerung des Radialkolbenmotors am Rad¬ nabentrager ab. Dadurch können der Aufwand und der Bauraum für die Lagerung reduziert werden.

Zusätzlich zu der mechanisch wirkenden Bremse verfugt der Radantrieb über eine hydraulische Bremsfunktion, indem ein Bremsventil den Rucklauf vom Radialkolbenmotor sperrt, sobald der Druck unter den vorgegebenen Druck fallt, z. B. 10 at. Steigt der Druck in einer Versorungsleitung über diesen Wert, wird das Bremsventil über ein zweites Drossel- ruckschlagventil m eine Position verstellt, die den Ruck¬ lauf wieder freigibt und damit die Bremsfunktion ausschal¬ tet. Druckbegrenzungsventile schützen die Versorgungslei-

tungen gegen Überdruck. Sie sind zweckmaßigerweise zwischen dem Bremsventil und dem Radialkolbenmotor geschaltet.

Um den Radmotor in mehreren Geschwindigkeitsbereichen mit unterschiedlichem Drehmoment betreiben zu können, ist ein Hubraumumschaltventil vorgesehen, das eine Zulauflei- tung für einige Zylinder des Radialkolbenmotors unterbre¬ chen und den motorseitigen Teil der Zulaufleitung mit einer Rucklaufleitung verbinden kann. Das dadurch bewirkte gerin- gere Schluckvolumen des Radialkolbenmotors ergibt bei gleichbleibendem Fordervolumen der Hydraulikpumpe einen entsprechend höheren Drehzahlbereich bei verringertem Drehmoment.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahl¬ reiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie¬ ben. Der Fachmann wird die kombinierten Merkmale zweckmaßi¬ gerweise im Sinne der zu losenden Aufgaben auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusa - menfassen.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Er¬ findung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Radantrieb für Raupenfahrzeuge mit einer for schlussigen Bremse;

Fig. 2 ein Detail II m Fig. 1 m einem vergrößer¬ ten Maßstab und

Fig. 3 einen Hydraulikschaltplan.

Raupenfahrzeuge besitzen in der Regel an ihren Fahr- zeuglangsseiten Raupen oder auch Ketten genannt, die über Laufrollen gefuhrt sind und von Radantrieben über Kettenra¬ der angetrieben werden. Die Laufrollen und die Radantriebe sind an einem Trager eines Fahrzeugrahmens gelagert bzw. befestigt.

Der Radantrieb besteht im wesentlichen aus einem Rad¬ nabentrager 1, der mit einem angeformten Getriebeanschluß- teil 41 an dem Trager des Fahrzeugrahmens befestigt ist, einem hydrostatischen Hubkolbenmotor m Form eines Radial¬ kolbenmotors 5 mit einem Deckel 2 für einen Hydraulikan- schluß und Ventile zur Steuerung des Radialkolbenmotors 5 und einer Bremse 7; ferner aus einem Planetengetriebe 4 und einer Radnabe 3. Die Radnabe 3, die Bremse 7 und der Ra¬ dialkolbenmotor 5 drehen um eine Rotationsachse 6.

Die Radnabe 3 hat einen Radflansch 8 mit Schraubenlo¬ chern 9, um eine Radfelge oder ein Kettenrad zu befestigen, das in eine Kette oder Raupe eines Raupenfahrzeugs ein¬ greift. Die Radnabe 3 ist mittels zweier eng beieinander liegender Radlager 10, die sich axial an einem Bund 11 ab¬ stutzen, auf einem Lagerhals 12 des Radnabentragers 1 gela¬ gert. Eine Gleitringdichtung 14 dichtet den zwischen der Radnabe 3 und dem Radnabentrager 1 gebildeten Spalt ab. Da die Durchmesser der Radlager 10 relativ klein sind, kann der Spalt ebenfalls an einem kleinen Durchmesser abgedich¬ tet werden, wodurch die Reibungsverluste und der Verschleiß der Gleitringdichtung 14 gering sind. Die gegenüberliegende Stirnseite der Radnabe 3 wird von einem Nabendeckel 13 ver¬ schlossen, der mit Schrauben 45 an der Radnabe 3 ange¬ schraubt ist.

Der Radnabentrager 1 ist mit einem Getriebeanschlu߬ teil 41 an dem Trager des Fahrzeugrahmens befestigt bzw. angeschraubt. Er bildet mit dem Getriebeanschlußteil 41 ein Teil, indem an seiner äußeren Umfangswandung ein oder meh- rere Stege 44 angeformt sind, z. B. angeschmiedet, angegos¬ sen oder angeschweißt. Die Stege 44 enden in einem Flansch 42. Dieser verlauft achsparallel zur Rotationsach¬ se 6 und überdeckt in axialer Richtung die Radnabe 3, den Radialkolbenmotor 5 und den Steuerdeckel 2 mit der Bremse 7 ganz oder teilweise. Er hat von der Rotationsachse 6 einen so großen radialen Abstand, daß das Kettenrad am Rad¬ flansch 8 frei drehen kann. Der Radantrieb und das Getrie¬ beanschlußteil 41 werden zweckmaßigerweise in dem von der Kette bzw. Raupe umschlossenen Raum montiert. Hierfür sind Schraubenlocher 43 vorgesehen. Bei einem Radfahrzeug ist der Radnabentrager 1 an einer Fahrzeugachse befestigt bzw. angelenkt .

Der Radialkolbenmotor 5, ein sogenannter Langsamlaufer mit einer niedrigen Drehzahl und einem hohen Drehmoment, hat einen feststehenden Kurvenring 25, der zwischen dem Radnabentrager 1 und dem Deckel 2 mittels Schrauben 45 fest eingespannt ist. Der Deckel 2 umfaßt ein Ventilgehause 23 mit Steuerkanalen 24, die von Ventilkolben 22 gesteuert werden. Ein nicht dargestelltes Steuergerat, m der Regel ein Mikroprozessor, erzeugt Signale für die Steuerung. Der Radnabentrager 1 umgibt den Radialkolbenmotor 5 und den Deckel 2 glockenförmig. Ein Abschlußdeckel 18 verschließt die offene Seite des Radnabentragers 1 und des Ventilgehau- ses 23.

A Kurvenring 25 ist ein rotierendes Zylmdergehau¬ se 26 gefuhrt, dem sich, nicht sichtbar, Radialkolben zuschaltbaren Zylindern 70 bzw. Zylindern 71 bewegen. Das Zylmdergehause 26 ist mittels eines Lagers 28, eines Ke- gelrollenlagers, gegenüber dem Radnabentrager 1 axial und radial gelagert.

Werden die Radialkolben mit einem Druckmedium beauf¬ schlagt, treibt das Zylmdergehause 26 über eine Mitnahme- Verzahnung 31 eine Sonnenradwelle 30 an, auf der ein Son¬ nenrad 29 drehfest sitzt, z. B. indem es an der Sonnenrad¬ welle 30 spangebend oder spanlos angeformt ist. Das Sonnen¬ rad 29 kämmt mit Planetenradern 33. Diese sind mittels Pla¬ netenlager 37 in Form von Walzlagern auf Planetenzapfen 36 eines Planetentragers 35 gelagert. Die Planetenrader 33 kämmen mit einem Hohlrad 34, das mit der Radnabe 3 drehtest verbunden ist. Das Planetengetriebe 4 ist ein sogenanntes Standgetriebe, d. h. der Planetentrager 35 dreht sich nicht, sondern wird über eine formschlussige Verbindung 40 an einem Ansatz 38 gehalten, der m den Lagerhals 12 des Radnabentragers 1 eingreift.

Die Sonnenradwelle 30, die einerseits über das Zylm¬ dergehause 26 und das Lager 28 im Radnabentrager 1 gelagert ist, stutzt sich am anderen Ende über ein Axiallager 32 an dem Nabendeckel 13 ab. Ein weiteres Walzlager 39 fuhrt das Sonnenrad 29 und die Sonnenradwelle 30 gegenüber dem Plane¬ tentrager 35.

Der Randantrieb hat eine formschlussige Bremse 7 als Feststellbremse. So können auf kleinem Raum große Halte- krafte realisiert werden. Grundsätzlich sind aber auch Lam¬ mellenbremsen möglich. Ein erstes Teil 16 der Bremse 7 mit

Formschlußelementen 46 ist drehfest auf einem Zapfen 19 des Deckels 18 befestigt. Ein zweites Teil 17 der Bremse 7 mit Formschlußelementen 46, das mit dem ersten Teil 16 zusam¬ menwirkt, sitzt drehtest auf einem Bremskolben 15, der sei- nerseits das zweite Teil 17 direkt oder über das Zylmder ^¬ gehause 26 mit der Sonnenradwelle 30 verbindet. Eine oder mehrere Federn 20 belasten den Bremskolben 15 m Schlie߬ richtung. Sie stutzen sich über das Zylmdergehause 26 axial am Lager 28 ab, das gleichzeitig zur Lagerung des Zylmdergehauses 26 dient. Die Bremse 7 ist m einem Druck¬ raum 21 untergebracht, aus dem der Bremskolben 15 mit sei¬ nem federbelasteten Ende dichtend herausgeführt ist. Wird der Druckraum 21 mit Druck beaufschlagt, weicht der Brems¬ kolben 15 entgegen der Kraft der Federn 20 zurück und die Bremse 7 öffnet.

Der Radantrieb besitzt zwei Versorgungsleitungen 53, 54, die je nach Drehrichtung des Radialkolbenmotors 5 über ein Fahrventil 47 mit Druck beaufschlagt werden. Das Fahr- ventil 47 hat entsprechend drei Schaltstellungen, eine Vor- wartsstellung 48 für die Vorwartsfahrt, eine Neutralstel¬ lung und eine Ruckwartsstellung 50 für die Rückwärtsfahrt. Da die Steuerung für die Rückwärtsfahrt der Steuerung für die Vorwartsfahrt entspricht, beschranken sich die Ausfuh- rungen auf die Beschreibung der Vorwartsfahrt.

In der Neutralstellung 49 sind die Versorgungsleitun¬ gen 53 und 54 mit einem Rucklaufanschluß 52 verbunden, wah ^¬ rend em Druckanschluß 51 abgesperrt ist. Das Hydrauliksy- stem des Radantriebs ist somit drucklos. Wird das Fahrven- til 47 m die Vorwartsstellung 48 verstellt, wird die Ver¬ sorgungsleitung 54 mit Druck beaufschlagt und die Versor¬ gungsleitung 53 mit dem Rucklaufanschluß 52 verbunden.

Von der Versorgungsleitung 54 zweigt eine Bremslei ^¬ tung 55 ab, in der em Druckminderventil 56 und em erstes Drosselruckschlagventil angeordnet sind. Das Druckminder¬ ventil 56 begrenzt den Druck in der Bremsleitung 55, so daß die Bremse 7 nicht durch Überdruck beschädigt wird. Ferner sorgt das erste Drosselruckschlagventil 57 dafür, daß die Bremse schnell geöffnet wird, sobald em vorgegebener Druck eine Vorspannung der Feder 20 überwindet, und langsam schließt, weil der Druck m der Bremsleitung 55 über die Drossel in dem ersten Drosselruckschlagventil 57 sich lang¬ samer abbaut.

Mit einem Bremsventil 58 wird eine hydrostatische Bremsfunktion realisiert, indem in einer Bremsstellung 61 die Versorgungsleitung 54, die den Radialkolbenmotor mit dem Rucklaufanschluß 52 verbindet, unterbrochen ist und Rückschlagventile 67 den Rucklauf vom Zulauf entkoppeln. Dadurch arbeitet der Radialkolbenmotor 5 gegen einen Gegen¬ druck, den die Druckbegrenzungsventile 63 begrenzen.

Sie hydrostatische Bremswirkung wird so lange auf¬ rechterhalten, bis der Druck der Versorgungsleitung 53 den vorgegebenen Bremsdruck, z. B. 10 at, übersteigt und das Bremsventil 58 die Vorwartsstellung 59 verstellt. Dadurch wird der Rucklauf des Radialkolbenmotors 5 über die Versorgungsleitung 54 zum Rucklaufanschluß 52 hergestellt und die Bremsfunktion aufgehoben.

Von den Versorgungsleitungen 53 und 54 zweigen Leitun- gen zu einigen Zylindern 70 des Radialkolbenmotors ab, die von einem Hubraumumschaltventil 64 beherrscht werden. In einer Position für eine niedrige Stufe sind die zuschaltba¬ ren Zylinder 70 mit den übrigen Zylindern 71 parallel ge-

schaltet, so daß der Radialkolbenmotor 5 das größte Schluckvolumen und den kleinsten Drehzahlbereich hat. Wird das Hubraumumschaltventil 64 über eine Steuerleitung 69 m eine Position für eine hohe Stufe geschaltet, werden die zuschaltbaren Zylinder 70 mit Zulauf- und rucklaufseitig mit dem Rucklaufanschluß 52 verbunden und der Zulauf von der Versorgungsleitung 53 unterbrochen. Die zuschaltbaren Zylinder 70 sind symbolisch als parallel geschalteter Motor gezeichnet. Das Hydraulikmedium fließt von dem Rucklaufan- schluß 52 wieder zu der nicht dargestellten Hydraullkpumpe zurück. Leckagedruckmittel wird in einem Sumpf 68 gesammelt und ebenfalls zur Pumpe zurückgeführt.

Bezugszeichen

1 Radnabentrager 31 MitnähmeVerzahnung

2 Deckel 32 Axiallager

3 Radnabe 33 Planetenrad

4 Planetengetriebe 34 Hohlrad

5 Radialkolbenmotor 35 Planetentrager

6 Rotationsachse 36 Planetenzapfen

7 Bremse 37 Planetenlager

8 Radflansch 38 Ansatz

9 Schraubenlocher 39 Walzlager

10 Radlager 40 formschlussige

11 Bund Verbindung

12 Lagerhals 41 Getriebeanschlußteil

13 Nabendeckel 42 Flansch

14 Gleitringdichtung 43 Schraubenlocher

15 Bremskolben 44 Steg

16 erstes Teil 45 Schraube

17 zweites Teil 46 Formschlußelement

18 Deckel 47 Fahrventil

19 Zapfen 48 Vorwartssteilung

20 Feder 49 NeutralStellung

21 Druckraum 50 Ruckwartssteilung

22 Ventilkolben 51 Druckanschluß

23 Ventilgehause 52 Rucklaufanschluß

24 Steuerkanale 53 Versorgungsleitung

25 Kurvenring vorwärts

26 Zyl dergehause 54 Versorgungsleitung

27 formschlussige Mitnahme rückwärts

28 Lager 55 Bremsleitung

29 Sonnenrad 56 Druckminderventil

30 Sonnenradwelle

57 erstes Drossselruckschlagventil

58 Bremsventil

59 Vorwartsstellung

60 Ruckwartsstellung 61 Bremsstellung

62 zweites Drosselruckschlagventil

63 Druckbegrenzungsventil

64 Hubraumumschaltventil

65 Position für eine niedrige Stufe 66 Position für eine hohe Stufe

67 Rückschlagventil

68 Sumpf

69 Leitung

70 zuschaltbare Zylinder 71 Zylinder