Antrieb für Erdbaumaschinen, vorzugsweise Radlader

Abstract

 Ein Antrieb für Erdbaumaschinen, vorzugsweise für Radlader, besteht aus zwei Antriebsachsen, deren Differenzialgetriebe (6) durch eine Kardanwelle (7,8,9,16) miteinander verbunden sind und aus einen eine Hydropumpe (12) antreibenden Verbrennungsmotor 13, die über einen steuerbaren hydrostatischen Motor, vorzugsweise einen Schrägscheibenmotor, die Kardanwelle antreibt. Um den Antrieb zu vereinfachen und eine gute Zugänglichkeit zu Wartungszwecken zu ermöglichen, treibt der hydrostatische Motor (15) die Kardanwelle (7,8,9,16) in Bereich zwischen dem Differenzialgetriebe (6) der Hinterradachse und dem Kardangelenk (9) an.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Erdbaumaschinen, vorzugsweise Radlader, mit zwei Antriebsachsen, deren Differen­tialgetriebe durch eine Kardanwelle miteinander verbunden sind, und mit einem eine Hydropumpe antreibenden Verbrennungsmotor, die über einen steuerbaren hydrostatischen Motor, vorzugsweise einen Schrägscheibenmotor, die Kardanwelle antreibt.

[0002] Herkömmliche Antriebe für zweiachsige Erdbaumaschinen bestehen aus einem Dieselmotor, der über einen hydrodynamischen Dreh­momentwandler mit der Eingangswelle eines Schaltgetriebes verbunden ist, dessen Ausgangswelle über ein Stirnradgetriebe mit der Kardanwelle in Antriebsverbindung steht. Antriebe dieser Art weisen nicht nur ein ungünstiges Zugkraftdiagramm auf, darüber hinaus ist auch die starre Ankoppelung des Verbrennungs­motors, der üblicherweise aus einem Dieselmotor besteht, über den hydrodynamischen Wandler, das Schaltgetriebe und das Stirn­radgetriebe an die Kardanwelle aufwendig und unzweckmäßig.

[0003] Eine gewisse Verbesserung ist bei Antrieben der eingangs angegebenen Art dadurch geschaffen worden, daß der üblicherweise aus einem Dieselmotor bestehende Verbrennungsmotor über eine Hydraulikpumpe einen in seiner Leistung steuerbaren hydro­statischen Motor antreibt, dessen Ausgangswelle über ein Schalt­getriebe die Kardanwelle antreibt. Dieses Antriebssystem ist nicht nur wegen der Verbindung der Hydraulikpumpe mit dem hydrostatischen Motor durch Hydraulikschläuche flexibler, zusätz­lich gestattet die Verwendung des hydrostatischen Antriebes auch eine Annäherung an die Idealkurve des Zugkraftdiagramms, in dem die Zugkraft über der Geschwindigkeit aufgetragen ist.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der in seinem Aufbau noch weiter vereinfacht und den jeweiligen Anforderungen in günstiger Weise angepaßt ist und der eine gute Zugänglichkeit zu Wartungszwecken gestattet.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der hydrostatische Motor die Kardanwelle im Bereich zwischen dem Differentialgetriebe der Hinterradachse und dem Kardangelenk antreibt. Nach dieser Ausführungsform ist kein zusätzliches Schaltgetriebe vorgesehen, so daß die Zugkraft und die Geschwindigkeit unmittelbar über den steuerbaren hydrostatischen Motor gesteuert werden. Da bei dieser Ausführungsform auf ein Schaltgetriebe verzichtet wird, eignet er sich für Erdbau­maschinen und Radlader mit geringer Geschwindigkeit bis etwa 20 km/h. Der erfindungsgemäße Antrieb zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau und eine gute Zugänglichkeit zu den Antriebsaggregaten aus.

[0006] Zweckmäßigerweise besteht der hydrostatische Motor aus einem Schrägscheibenmotor (Axialkolbenmotor).

[0007] Zweckmäßigerweise ist die Welle des hydrostatischen Motors bzw. des Schrägscheibenmotors durch die Kardanwelle selbst gebildet, was zu einer günstigen und raumsparenden Bauweise führt.

[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der hydrostatische Motor als Notpumpe für die Bremsen und/oder die ienkung arbeiten kann. Sollte also der Motor oder die von diesem angetriebene Hydraulikpumpe ausfallen kann durch eine entsprechende Umsteuerung der hydrostatische Motor als Notpumpe arbeiten so daß die Bremsen und auch die Lenkung noch so lange mit Hydrauliköl gespeist werden können, wie sich die Räder der Erdbaumaschine drehen.

[0009] Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebes, für die für sich allein Schutz beansprucht wird, ist vorgesehen, daß ein hydrostatischer Motor nach hinten auskragend unmittelbar an das Gehäuse des Differentialgetriebes der Hinter­radachse angeflanscht ist und über ein Kegelrad das Tellerrad des Differentialgetriebes antreibt.

[0010] Dieser hydrostatische Motor kann als einziger Antriebsmotor für die Kardanwelle oder aber zusätzlich zu dem ersten, die Kardan­welle antreibenden Motor vorgesehen werden.

[0011] Sind beidseits des Differentialgetriebes der Hinterradachse hydrostatische Motore vorgesehen, die die Kardanwelle antreiben, können gleichzeitig beide Motore über die zentrale, von dem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe mit Hydrauliköl gespeist werden, so daß sich bei entsprechender Steuerung der beiden hydrostatischen Motore eine große Schubkraft hei geringer Fahrgeschwindigkeit ergibt. Wird umgekehrt die Schluckmenge des vorderen hydrostatischen Motors auf Null gestellt, so daß die gesamte Pumpenleistung zum Antrieb nur des hinteren hydrostatischen Motors zur Verfügung steht, kann bei verringerter Schubkraft die Fahrgeschwindigkeit erhöht werden. Durch die Anordnung zweier über das hintere Differentialgetriebe die Kardanwelle antreibende hydrostatische Motore läßt sich also ohne mechanische Schaltgetriebe die Schubkraft und Fahrge­schwindigkeit über einen großen Bereich variieren.

[0012] Zweckmäßigerweise besteht auch der hintere hydrostatische Motor aus einem Schrägscheibenmotor. Auch dieser Schrägscheibenmotor kann so geschaltet werden, daß er als Notpumpe für die Bremsen und/oder die Lenkung arbeiten kann.

[0013] Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist für leistungsstärkere Erdbaumaschinen vorgesehen, daß nach hinten auskragend an das Differentialgetriebe der Hinterradachse ein Schaltgetriebe angeflanscht ist dessen Ausgangswelle über ein Kegelrad das Tellerrad des Differentialgetriebes antreibt, und daß an das hintere Ende des Schaltgetriebes ein hydrostatischer Motor angeflanscht ist, der dessen Eingangswelle antreibt. Auch bei dieser Ausführungsform ist zweckmäßigerweise ein weiterer hydrostatischer Motor vorgesehen, der die Kardanwelle im Bereich zwischen dem Differentialgetriebe der Hinterradachse und dem Kardangelenk antreibt. Auch bei dieser Variante kann der vordere Schrägscheibenmotor zur Schubkrafterhöhung oder nach entsprechender Unsteuerung als Notpumpe für die Bremsen und/oder Lenkung verwendet werden.

[0014] Zweckmäßigerweise wird auch nach dieser Variante als hydro­statischer Motor wieder ein Schrägscheibenmotor verwendet, dessen Leistung sich in günstiger Weise steuern läßt.

[0015] Die Verwendung der hydrostatischen Antriebe hat zusätzlich den Vorteil, daß die Erdbaumaschine über den Motor abgebremst werden kann, da sich im Motor-Bremsbetrieb die Räder über die hydro­statischen Antriebe auf dem Verbrennungsmotor abstützen können.

[0016] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verbrennungsmotor in die Erdbaumaschine mit nach vorne weisendem Lüfter und hinten liegender Hydropumpe eingebaut ist. Diese Anordnung erlaubt einen einfachen Zugang zu Wartungszwecken sowohl zu der Hydropumpe als auch zu den Hydromotoren.

[0017] Zweckmäßigerweise besteht das Schaltgetriebe aus einem schalt­baren Planetengetriebe, das sich durch eine platzsparende Bauweise auszeichnet. Das Planetenschaltgetriebe ist zweckmäßigerweise mit drein Gängen versehen. Die Schaltung erfolgt in üblicher Weise durch Lamellenkupplungen.

[0018] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig.1 eine schematische Seitenansicht eines Radladers, bei dem die Differentialgetriebe sowie der an das hintere Differentialgetriebe angeflanschte Schrägscheibenmotor und das an diesen angeflanschte Planetenschaltgetriebe mit Schrägscheibenmotor im Längsschnitt dargestellt sind,

Fig.2 eine vergrößerte Darstellung des hinteren Differential­getriebes mit dem an diesen angeflanschten Schrägscheibenmotor und Planetenschaltgetriebe mit Schrägscheibenmotor im Längsschnitt und

Fig.3 einen Horizontalschnitt durch die Antriebseinheit nach Fig. 2.

[0019] In der Zeichnung ist ein Antrieb für einen Radlader mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 4 und 8 bis 11 dargestellt.

[0020] In seinem grundsätzlichen Aufbau ist der Radlader 1 üblicher Bauart. Er besteht aus einem vorderen Rahmenteil 2 und einem hinteren Rahmenteil 3, die durch ein übliches Knickgelenk miteinander gelenkig verbunden sind, das nur durch dessen Mittel­linie 4 angedeutet ist. Die Lenkung, die Schaufel mit ihren Antriebseinrichtungen sowie die Anordnung und Lagerung der Achsen sind üblicher Bauart und werden daher nicht erläutert.

[0021] Die die vier Räder antreibenden Wellen erhalten ihre Antriebe über das vordere Differentialgetriebe 5 und das hintere Differen­tialgetriebe 6. Beide Differentialgetriebe 5,6 sind durch die Kardanwelle 7 mit den Kardangelenken 8,9 miteinander verbunden.

[0022] An das hintere Differentialgetriebe ist nach hinten auskragend das Planetenschaltgetriebe 10 angeflanscht, an das wiederum dieses gleichsam nach hinten verlängernd, der Schrägscheiben­motor (Axialkolbenmotor) 11 angeflanscht ist. Der Schrägscheiben­motor 11 ist durch nicht dargestellte Hydraulikschläuche mit der Hydropumpe 12 verbunden, die in bekannter Weise durch den Diesel­motor 13 angetrieben wird.

[0023] Die Mittellinie des Planetenschaltgetriebes sowie des an dieses angeflanschten Schrägscheibenmotors verläuft zur Mittellinie der Kardanwelle 7 spitzwinkelig ansteigend nach oben, so daß sich hinter der Hinterachse eine größere Bodenfreiheit ergibt.

[0024] An die Vorderseite des Differentialgetriebes der Hinterradachse ist ein Schrägscheibenmotor 15 angeflanscht, dessen Welle 16 ein Teilstück der Kardanwelle ist.

[0025] Die Hinterradachse ist als Pendelachse ausgebildet, die nur durch das Tragstück 17 angedeutet ist.

[0026] Der Dieselmotor 13 ist mit nach vorne weisenden Lüfterrad 19 eingebaut, so daß die Hydropumpe 12 nach hinten weisend an den Dieselmotor 13 angeflanscht ist. Auf diese Weise sind sämtliche Pumpen- und Antriebsaggregate zu Wartungs- und Reparaturzwecken gut zugänglich.

[0027] In den Fig. 2 und 3 ist das Differentialgetriebe der Hinterrad­achse mit dem angeflanschten Schrägscheibenmotor 15 und dem angeflanschten Planetenschaltgetriebe 10 mit an diesen angeflanschten Schrägscheibenmotor 11 vergrößert dargestellt. Aus den Fig.2 und 3 ist ersichtlich, daß die zentrale Abtriebs­welle 20 des Planetenschaltgetriebes ein Kegelrad 21 trägt, das mit dem Tellerrad 22 des Differentialgetriebes 6 kämmt. Das Gehäuse 23 des Planetenschaltgetriebes 10 ist nicht unmittelbar an das Gehäuse des Differentialgetriebes 6 angeflanscht, sondern an ein Zwischengehäuse 24, das Teil der Pendelachse ist.

[0028] Der erste Teil 16 der Kardanwelle 17 bildet die Achse des Schräg­scheibenmotors 15. Die Verstellung der Schrägscheibe zur Leistungssteuerung erfolgt in üblicher Weise durch den Hydrozylinder 26.

[0029] Alle weiteren Konstruktionselemente der Antriebseinheit sind klar aus der Zeichnung ersichtlich und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.

[0030] Bei dem Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4 entfällt das Planetenschaltgetriebe 10 mit dem an dieses angeflanschten Schrägscheibenmotor 11.

[0031] Bei dem Antrieb nach Anspruch 5 entfällt das Planetenschalt­getriebe 10, so daß der Schrägscheibenmotor 11 unmittelbar an das Differentialgetriebe 6 angeflanscht ist, und wahlweise auch der Schrägscheibenmotor 15.

Ansprüche

1. Antrieb für Erdbaumaschinen, vorzugsweise für Radlader, mit zwei Antriebsachsen, deren Differentialgetriebe (5,6) durch eine Kardanwelle (7,8,9,16) miteinander verbunden sind, und mit einem eine Hydropumpe (12) antreibenden Verbrennungsmotor(13), die über einen steuerbaren hydro­statischen Motor, vorzugsweise einen Schrägscheibenmotor, die Kardanwelle antreibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hydrostatische Motor (15) die Kardanwelle (7,8,9,16) im Bereich zwischen dem Differentialgetriebe (10) der Hinterradachse und dem Kardangelenk (9) antreibt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Motor aus einem Schrägscheibenmotor (15) besteht, der vorzugsweise unmittelbar an das Differential­getriebe (6) der Hinterradachse angeflanscht ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des hydrostatischen Motors bzw. Schrägscheiben­motors (15) durch die Kardanwelle (16) gebildet ist.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Motor (15) als Notpumpe für die Bremsen und/oder Lenkung arbeiten kann.

5. Antrieb, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß ein hydrostatischer Motor nach hinten auskragend unmittelbar an das Gehäuse des Differential­getriebes (6) der Hinterradachse angeflanscht ist und über ein Kegelrad das Tellerad des Differentialgetriebes antreibt.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Motor ein Schrägscheibenmotor ist.

7. Antrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische motor als Notpumpe für die Bremsen und/oder Lenkung arbeiten kann.

8. Antrieb, insbesondere nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach hinten auskragend an das Gehäuse des Differentialgetriebes (6) der Hinterradachse ein Schaltgetriebe (10) angeflanscht ist, dessen Ausgangswelle über ein Kegelrad das Tellerrad des Differentialgetriebes antreibt, und daß an das hintere Ende des Schaltgetriebes ein hydrostatischer Motor (11) angeflanscht ist, der dessen Eingangswelle antreibt.

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe ein schaltbares Planetengetriebe (10) ist.

10. Antrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Motor ein Schrägscheibenmotor (11) ist.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Verbrennungsmotor (13) in die Erdbau­maschine (1) mit nach vorne weisendem Lüfter (19) und hinten liegender Hydropumpe (12) eingebaut ist.

Zeichnung