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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine lenkbare Antriebsachse, insbesondere
für landwirtschaftliche
Traktoren und Erdbewegungsmaschinen, wobei dieser Antriebstyp umfasst:
einen
zentralen Schwenkachskörper,
der eine Differentialeinheit enthält, Gelenkradaufhängungs-Vorrichtungen
für die
Unterstützung
der jeweiligen Radnabenkörper
zur Eigendreh- und Schwenkbewegung in eine quere Vertikalebene,
sowie transversale Übertragungselemente
zur Übertragung
des Rotationsantriebs aus der Differentialeinheit auf die Radnabenkörper, wobei
die transversalen Übertragungselemente
gelenkig gelagert sind, um die vertikale Schwenk- und Lenkbewegung
der Radnabenkörper nachvollziehen
zu können.
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Eine
Antriebsachse dieses Typs ist in der italienischen Patentanmeldung
Nr. PD96A000120 (IT-A-1287898) des gleichen Patentanmelders beschrieben
worden.
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Die
transversalen Übertragungselemente umfassen
in der Regel eine gelenkig gelagerte Achswelle, die normalerweise
in vier aufeinander folgende Abschnitte unterteilt ist, welche mit
Gelenken verbunden sind. Genauer erklärt, übernimmt ein erster, innerster
Abschnitt den Antrieb aus der Differentialeinheit, die in dem zentralen
Achskörperabschnitt
positioniert ist, und überträgt diesen über ein
erstes Universalkreuzgelenk auf einen zweiten Achswellenabschnitt,
der über
ein zweites Universalkreuzgelenk mit einem dritten Achswellenabschnitt
verbunden ist, welcher den Antrieb in ein Universaldoppelgleichlaufgelenk
einleitet. Der dritte Abschnitt wird für die Rotation des Radnabenträgers unterstützt. Der
vierte und äußerste Abschnitt
erstreckt sich von der Außenseite des
Universaldoppelgleichlaufgelenks und dreht die Nabe.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte, lenkbare Antriebsachse
zur Verfügung
zu stellen, in der die transversalen Übertragungseinheiten von einer
kleineren Anzahl an Achswellenabschnitten mit deren jeweiligen Verbindungsgelenken
eingerichtet werden, die, wie allgemein bekannt ist, sehr kostenintensiv
und voluminös
sind. Insbesondere sollen einer der zwei dazwischen befindlichen
Achswellenabschnitte (das heißt,
der zweite oder der dritte, vorstehend erwähnte Abschnitt) und das entsprechende
Universalkreuzgelenk weggelassen werden können. In diesem Fall jedoch
besteht ein Problem sowohl in der Bereitstellung einer adäquaten Unterstützung bezüglich der
Innenseite des Universaldoppelgleichlaufgelenks als auch in der Herstellung
eines gelenkig gelagerten Übertragungssystems,
das es ermöglicht,
dass die Nabe größere Lenkeinschlagwinkel
ausführen
kann. Das Ersetzen des Universaldoppelgleichlaufgelenks mit einem selbsttragenden
Gelenk, wobei dessen Gelenkmanschetten über Gelenkrohrmuffen ineinandergreifen, würde vielleicht
dieses Problem der Gelenkunterstützung
an dessen Innenseite lösen,
aber auf alle Fälle würde dies
zu einem halbstarren System führen,
das für
bestimmte Anwendungen auch geeignet sein kann, aber nicht für landwirtschaftliche
Traktoren, die Lenkeinschlagswinkel von mindestens 55 Grad benötigen.
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Eine
lenkbare Antriebsachse gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1 ist aus der Patentanmeldung GB-A-2015696 bekannt.
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Um
diese Probleme zu lösen,
die vorstehend genannte Aufgabe zu erfüllen und noch weitere Vorteile
zu erzielen, die in der nachstehenden Beschreibung noch besser veranschaulicht
werden, stellt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung einer
lenkbaren Antriebsachse vor, welche die in dem Oberbegriff des Anspruchs
1 aufgeführten
Merkmale aufweist und entsprechend dem charakteristischen Teil des
Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
lässt einen
Achswellenabschnitt und eines der entsprechenden Universalkreuzgelenke
weg, unterstützt
die Innenseite des Universaldoppelgleichlaufgelenks und ermöglicht es
außerdem,
dass die für
die Räder von
einem landwirtschaftlichen Traktor oder von äquivalenten Maschinen benötigten Lenkeinschlagswinkel
eingehalten werden können.
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Das
Mittel für
die Unterstützung
des vorstehend erwähnten
Achswellenabschnitts wird bevorzugt von einem starren Röhrenelement
ausgebildet, das die Achswelle abdeckt, wobei diese vor Schlagstößen oder
sonstigen, möglichen
Schäden
geschützt
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, die lediglich anhand eines nicht einzuschränkenden
Ausführungsbeispiels
dargestellt wird, in der identische oder ähnliche Teile in den verschiedenen Ansichten
den gleichen Bezugszeichen entsprechen, und in der:
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1 eine
vertikale Teilquerschnittsansicht von dem mittleren Abschnitt und
von einem der zwei Seitenabschnitte einer Antriebsachse gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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2 ein
horizontaler Querschnitt ist, welcher der Linie II-II von 1 entnommen
ist.
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Die 3 bis 5 zeigen
schematisch drei verschiedene Techniken für die Unterstützung der dazwischen
befindlichen Achswelle auf.
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Mit
Bezug zunächst
auf 1 wird eine Antriebsachse, die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist, allgemein mit Bezugszeichen 10 angegeben,
wobei die beigefügten
Zeichnungen der Einfachheit halber nur den mittleren Abschnitt der
Antriebsachse und einen von deren zwei Seitenabschnitten zeigen,
an deren Enden die jeweiligen Radnabenkörper befestigt sind.
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Die
Antriebsachse 10 umfasst einen Zentralachskörper 11,
der eine geschlossene, kastenförmige
Struktur bildet, in der eine Differentialeinheit untergebracht ist,
die mit Bezugszeichen 12 schematisch aufgezeigt wird, welche
den Antrieb aus einer Längstransmissionswelle
(nicht dargestellt) aufnimmt und diesen zu den Radnabenkörpern 13a über zwei Querachswellen
weiterleitet, die in geeigneter Weise gelenkig gelagert sind, um
zuzulassen, dass die Radnabenkörper 13a eine
Rotationslenkbewegung um die jeweiligen Achsen x ausführen, welche
in der Vertikalen etwas geneigt sind (1), sowie
eine allgemeine Schwenkdrehbewegung um die jeweiligen horizontalen
Längsachsen
y (2). Um außerdem
zu ermöglichen,
dass die Nabenträger 13b der
Radnabenkörper 13a und
somit die Naben diese Dreh- und Schwenkbewegung in die vertikale
Querebene ausführen
können,
ist jeder Nabenträger 13b mit
dem zentralen Achskörper 11 über gelenkig
gelagerte Radaufhängungsvorrichtungen 14, 15 verbunden. Diese
Art der gelenkigen Verbindung, die nicht unter den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung fällt, wird
hierin auch nicht beschrieben. Bezüglich einer detaillierten Information
hierüber
sollte in der italienischen Patentanmeldung Nr. PD96A000120 nachgelesen
werden.
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Die
Begriffe "innen", "außen", "längs" und "quer/transversal", wie sie in dieser Beschreibung verwendet
sind, sollten mit Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs interpretiert
werden, wenn nichts anderes angegeben ist.
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Mit
Bezug insbesondere auf 1 ist zur Umdrehung des Radnabenkörpers 13a ein
erster Innenabschnitt 16 von einer transversalen Antriebsausgangsachswelle
[Abtriebswelle] an den Planetengetrieben der Differentialeinheit 12 befestigt. Der
erste Achswellenabschnitt 16 ist über ein Universalkreuzgelenk 17 mit
einem zweiten Zwischenachswellenabschnitt 18 verbunden,
wobei das äußere Ende
dieses zweiten Abschnitts über
ein Universaldoppelgleichlaufgelenk, das allgemein mit Bezugszeichen 19 angegeben
ist, mit einem dritten Endachswellenabschnitt 20 verbunden
ist, der sich durch den Nabenträger 13b der
Radnabe erstreckt und den Radnabenkörper 13a konventionell
dreht.
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Der
Nabenträger 13b ist
an den Radaufhängungslenkern 14 und 15 für ein Drehen
um die geneigte Lenkachse x über
Achsschenkelzapfen 26 angebracht, welche alle zusammen
mit einem formstabilen Karosserieteil 21, das an dem zentralen
Achskörper 11 befestigt
ist, einen vierseitigen Kinematiklenkmechanismus definieren.
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Der
Zwischenachswellenabschnitt 18 ist für ein Drehen auf der horizontalen
Längskeilnutachse
y des Universalkreuzgelenks 17 an dessen innerem Ende befestigt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Zwischenachswellenabschnitt 18 für die Rotation
von einer Stützeinrichtung 22 getragen,
welche in der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform
von einem starren Röhrenelement
ausgebildet wird, das den größten Teil
des Achswellenabschnitts 18 umschließt, und das sich von dem inneren Ende
des Achswellenabschnitts 18 hin zu dem Bereich von dessen äußerem Ende
in die Nähe
des Universaldoppelgleichlaufgelenks 19 erstreckt.
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Die
Stützeinrichtung 22 ist
mit einem von den beiden Radaufhängungslenkern 14, 15 (bei
dieser Ausführungsform
mit dem oberen Radaufhängungslenker 15) über eine Verbindungsstange 23 gelenkig verbunden.
Auf Grund von dieser Ausgestaltung vollzieht der Zwischenachswellenabschnitt 18 die
Bewegungen der gelenkig gelagerten Radaufhängungslenker 14, 15 nach,
die sich in die vertikale Ebene gelenkig drehen.
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Wie
positiv anzumerken ist, bildet das Stützelement 22 somit
eine Unterstützung
für das
innere Ende des Universaldoppelgleichlaufgelenks 19, das bei
einem Nichtvorhandensein einer adäquaten Unterstützung herabfallen
würde.
Da sich die Achswelle dreht – zwischen
dem Zwischenachswellenabschnitt 18 und der Stützeinrichtung 22 – sind ein
erstes Kugellager 24 in der Umgebung des inneren Endes
der Stützeinrichtung 22 sowie
eine zweite Unterstützung, wie
zum Beispiel ein Wälzlager 25,
eingefügt
vorgesehen, welches die Stützeinrichtung 22 bei
der Drehung in der Umgebung von deren äußerem Ende unterstützt.
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Selbstverständlich kann
die Stützeinrichtung 22 auch
andere Formen als die in der bevorzugten Ausführungsform annehmen, welche
hierin beschrieben und veranschaulicht wird. Zum Beispiel kann das Stützelement
in einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform als ein lineares,
starres Element ausgebildet sein, das sich parallel zum Zwischenachswellenabschnitt 18 erstreckt
und diesen in äquivalenter
Weise unterstützt.
Jedoch ist die hierin dargestellte Form als eine röhrenförmige Umhüllung, die den
Zwischenachswellenabschnitt 18 unterstützt, insbesondere von Vorteil,
da sie einen stationären sowie
gleichbleibenden Schutz bietet und die Achswelle vor Schlagstößen oder
Schäden
aufgrund von zufälligen
oder ungewollten Kontakten mit äußeren Fremdkörpern, wie
beispielsweise mit Steinen etc., abschirmt, und außerdem gleichzeitig
den Benutzer vor einem Kontakt mit den rotierenden Elementen schützt.
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Bei
einer anderen alternativen Ausführungsform
(4) kann das innere Ende der Stützeinrichtung 22 gelenkig
gelagert oder in irgendeiner Weise an dem kastenförmigen Gehäuse des
zentralen Achskörpers 11 drehbar
angebracht werden – in
Bezug auf die Längskeilnutachse
y des Universalkreuzgelenks 17 koaxial angeordnet – und somit
in jedem Fall die Fähigkeit
zum gelenkigen Drehen in die quere Vertikalebene aufweisen. Mit
Bezug auf die 2 und 3 und angenommen,
dass während
der Lenkbewegung der Nabe 13a und deren Träger 13b (wie
mit der unterbrochenen Umrandungslinie 13a', 13a'', 13b', 13b'' gekennzeichnet ist) das Universaldoppelgleichlaufgelenk 19 einer
queren Translation [fortlaufenden Bewegung] unterzogen wird, wird
der Zwischenachswellenabschnitt 18 vorteilhafterweise in
zwei Abschnitte 18a, 18b im Verhältnis zueinander verschiebend unterteilt
und jeweils mit dem Universalkreuzgelenk 17 und mit dem
Universaldoppelgleichlaufgelenk 19 fixiert. Diese Kopplung
kann die Querbewegungen auffangen, die an den Außenabschnitt 18b des
Zwischenachswellenabschnitts 18 über das Universaldoppelgleichlaufgelenk 19 übertragen
wurden. Die zwei Achswellenabschnittsunterteilungen 18a, 18b werden
für die
Rotation bevorzugt über
Querkeilnuten 18c gekoppelt, die deren relatives Querverschieben
zulassen.
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Die
vorliegende Erfindung darf nicht auf die hierin beschriebene und
veranschaulichte Ausführungsform
eingeschränkt
werden, die lediglich als eine Achsenausführungsform angesehen werden sollte,
welche jedoch im Hinblick auf Formgebung und Ausrichtung der Bestandteile
sowie durch Struktur- und Funktionsdetails modifiziert werden kann, soweit
sie sich auf den Schutzumfang der Patentansprüche beziehen.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann zum Beispiel die Stützeinrichtung 22 für die Unterstützung der
Achswelle durch ein einfaches Wälzlager
ausgebildet werden, dessen stationärer Außenkranz mit einem der Radaufhängungslenker 14, 15 in
geeigneter Weise verbunden wird (5), wobei
der Innenkranz mit der äußeren Achswellenunterteilung 18b fixiert
würde.
Der Außenabschnitt
des Universaldoppelgleichlaufgelenks würde folglich axial verschiebbar
zu gestalten sein.