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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Rad-Arbeitsfahrzeug,
und insbesondere ein Getriebe für
ein Rad-Arbeitsfahrzeug, das in der Lage ist, eine mechanische Antriebsleistung
und eine hydraulische Antriebsleistung auf Differentialvorrichtungen
von Vorder- und Hinterrädern
des Fahrzeuges wahlweise zu übertragen,
wobei eine Maschine und das Getriebe integral verbunden und an einem unteren
Abschnitt eines Fahrzeugfahrgestellrahmens angebracht sind, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und wie in
US 2002/0139597 A1 offenbart ist.
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Stand der Technik
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Ein
Rad-Arbeitsfahrzeug ist vorgeschlagen, bei dem eine Antriebseinheit,
in welcher ein Motor und ein mechanischhydraulisches Getriebe (nachfolgend
einfach als ein Getriebe bezeichnet), das in der Lage ist, eine
mechanische Antriebskraft und eine hydraulische Antriebskraft durch
Schalten einer Kupplung entsprechend den Fahrbereichen einer Mehrzahl
von Gängen
wahlweise zu schalten, ohne Zwischenschalten eines Drehmomentwandlers
integral verbunden sind, an einem unteren Abschnitt eines Fahrgestellrahmens
angeordnet ist, und dieses ist zum Beispiel im Patentdokument 1
offenbart.
5 und
6 sind eine
Draufsicht eines Basisträgers
eines Rad-Arbeitsfahrzeuges, das im Patentdokument 1 offenbart ist,
und eine schematische Ansicht seines Antriebsstranges. Hier ist
das Patentdokument 1 das offengelegte
japanische Patent Nr. 2003-362174 ,
und das Rad-Arbeitsfahrzeug
ist speziell auf den Seiten 5 bis 6,
1 und
3 offenbart.
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In 5 und 6 ist
eine Maschine 80 an einer rechten Seite eines Fahrgestellrahmens 81 angeordnet,
wobei deren Abgangswellenachse C-C in Querrichtung des Fahrzeuges
zeigt. Ein Getriebe 82 ist an einem unteren Abschnitt in
dem Fahrgestellrahmen 81 in einer Richtung einer Abgangswelle 80a der Maschine 80 angeordnet.
Die Abtriebswelle 80a der Maschine 80 ist integral
mit dem Getriebe 82 verbunden. Eine Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle 98 mit
einer hinteren Abgangswelle 98a und einer vorderen Abgangswelle 98b ist
in Längsrichtung
des Fahrzeuges an der linken Seite des Getriebes 82 angeordnet.
Die hintere Abgangswelle 98a und die vordere Abgangswelle 98b sind über Gelenkwellen 95a und 95b und
Differentialvorrichtungen 86a und 86b mit einer
Hinter- bzw. einer
Vorderradachse 85a und 85b verbunden.
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Das
Getriebe 82 weist eine erste Antriebswelle 87,
die mit der Abgangswelle der Maschine 80 verbunden ist,
eine Zwischenwelle 88 und eine Abgangswelle 89 (durch
eine Abgangswellenachse E-E in 5 gezeigt)
auf, die parallel zueinander angeordnet sind. Die Wellen 87, 88 und 89 sind
mit einem Verlangsamungsgetriebe 90 bzw. Gangwechselkupplungen 92, 93 und 94 versehen.
Leistung der Maschine 80 wird über das Verlangsamungsgetriebe 90 und
die jeweiligen Gangwechselkupplungen 92, 93 und 94 mechanisch
geschaltet und auf die Abgangswelle 89 übertragen. Das Getriebe 82 weist eine
zweite Antriebswelle 96 und eine zweite Zwischenwelle 97 auf.
Ein Hydraulikmotor 84, welcher Auslassöl einer Hydraulikpumpe 83 aufnimmt,
die mit einer der Maschine 80 gegenüberliegenden Seite an der ersten
Antriebswelle 87 verbunden und über ein Steuerventil (nicht
gezeigt) drehbar angetrieben wird, ist mit der zweiten Antriebswelle 96 verbunden.
Die zweite Antriebswelle 96 und die zweite Zwischenwelle 97 sind
mit einem Verlangsamungsgetriebe 99 und einer Gangwechselkupplung 91 versehen.
Eine hydraulische Antriebskraft des Hydraulik motors 84 wird über das
Verlangsamungsgetriebe 99 und die Gangwechselkupplung 91 auf
die Abgangswelle 89 übertragen.
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Eine
mit einem Kegelrad 102 versehene Welle 101 ist
mit der Abgangswelle 89 verbunden, und das Kegelrad 102 kämmt mit
einem Kegelrad 103, das an der hinteren Abgangswelle 98a vorgesehen
ist. Eine Abgangsleistung der Abgangswelle 89 des Getriebes 82 wird über die
Kegelräder 102 und 103 auf
die hintere Abgangswelle 98a übertragen. Die hintere Abgangswelle 98a ist über einen
mechanischen Kupplungsmechanismus 104 wahlweise mit der
vorderen Abgangswelle 98b verbunden.
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Gemäß dem oben
beschriebenen Aufbau ist, wenn nur die Gangwechselkupplung 91 eingerückt ist,
die Drehzahl in einem Niedriggeschwindigkeitsfahrbereich eines ersten
Ganges, und die Antriebskraft des Hydraulikmotors 84 wird
von der Abgangswelle 89 über das Verlangsamungsgetriebe 99 und die
zweite Zwischenwelle 97 abgegeben. Wenn die Gangwechselkupplungen 92, 93 und 94 jeweils
einzeln eingerückt
sind, ist die Drehzahl in einem Hochgeschwindigkeitsfahrbereich
des zweiten, dritten und vierten Ganges, und die Antriebskraft des
Motors 80 wird von der Abgangswelle 89 über das
Verlangsamungsgetriebe 90 und die erste Zwischenwelle 88 abgegeben.
Das heißt,
die mechanische Antriebskraft und die hydraulische Antriebskraft
werden derart gebildet, dass sie von der gemeinsamen Abgangswelle 89 abgegeben
werden.
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Bei
dem in Patentdokument 1 offenbarten Getriebe werden die mechanische
Antriebskraft und die hydraulische Antriebskraft über die
gemeinsame Abgangswelle 89 und die Kegelräder 102 und 103 an die
Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle 98 abgegeben.
Daher müssen,
um der Fahrt bei einer Niedriggeschwindigkeit mit hohem Drehmoment
zum Zeitpunkt des Hydraulikantriebs standzuhalten, die Abgangswelle 89 und
die Kegelräder 102 und 103 eine
hydraulische Antriebsleistung mit einer großen Drehmomentkapazität übertragen,
und daher ist es notwendig, die Größe der Abtriebswelle 89 und
der Kegelräder 102 und 103 zu
erhöhen,
was daher das Problem verursacht, dass das gesamte Getriebe groß wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird in Anbetracht der oben beschriebenen
Probleme gemacht, und ihr Ziel besteht darin, ein Getriebe für ein Rad-Arbeitsfahrzeug
zu schaffen, was es ermöglicht,
die Größe eines
Kraftübertragungsmechanismus
zur Übertragung
einer mechanischen Antriebskraft und einer hydraulischen Antriebskraft
von dem Getriebe auf eine Vorder- und
Hinterradantriebsabgangswelle entlang einer Fahrzeuglängsrichtung
bei einem Rad-Arbeitsfahrzeug zu reduzieren, bei dem die Rotationsachsen
der Maschine und des Getriebes in einer Richtung orthogonal zur
Fahrzeuglängsrichtung
angeordnet sind.
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Um
das oben beschriebene Ziel zu erreichen, weist ein Getriebe eines
Rad-Arbeitsfahrzeuges gemäß der vorliegenden
Erfindung auf: bei einem Getriebe für ein Rad-Arbeitsfahrzeug,
bei dem ein mechanischer Kraftübertragungsmechanismus zur
mechanischen Übertragung
von Leistung und ein hydraulischer Leistungsübertragungsmechanismus mit
einer Hydraulikpumpe und einem von der Hydraulikpumpe angetriebenen
Hydraulikmotor zur Übertragung
von hydraulischer Übertragungsleistung
nebeneinander als Leistungsübertragungsmechanismen zur Übertragung
von Leistung einer Maschine auf Vorder- und Hinterräder über eine
Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle vorgesehen sind; einen Aufbau
derart, dass eine Abgangswelle des mechanischen Kraftübertragungsmechanismus
in einer Richtung orthogonal zur Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen ist;
die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle und eine Abgangswelle
des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus
in Fahrzeuglängsrichtung
vorgesehen sind; Leistung von der Abgangswelle des mechanischen
Kraftübertragungsmechanismus über einen
Kegelgetriebeübertragungsmechanismus
auf die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle übertragen
wird; und Leistung von der Abgangswelle des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus über einen
zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus
auf die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle übertragen
wird.
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Gemäß dem obigen
Aufbau wird die mechanische Antriebskraft von der Abgangswelle des
mechanischen Kraftübertragungsmechanismus
auf die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle zur Übertragung
der Leistung auf die Vorder- und Hinterräder über den Kegelgetriebeübertragungsmechanismus übertragen.
Demzufolge wird die hydraulische Antriebskraft, die mit großem Drehmoment
bei einer niedrigen Drehzahl von dem Hydraulikmotor des hydraulischen
Leistungsübertragungsmechanismus
bewirkt wird, direkt über
den zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus übertragen,
ohne über
den Kegelgetriebeübertragungsmechanismus übertragen
zu werden, und daher kann der Kegelgetriebeübertragungsmechanismus in der
Größe reduziert
werden.
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Bei
dem Getriebe für
das Rad-Arbeitsfahrzeug kann der Kegelgetriebeübertragungsmechanismus ein
an der Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle vorgesehenes Kegelrad
mit einem Kegelrad kämmen,
das mit der Abgangswelle des mechanischen Kraftübertragungsmechanismus verbunden
ist; und der zylindrische Getriebeübertragungsmechanismus kann
ein an der Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle vorgesehenes
zylindrisches Zahnrad mit einem zylindrischen Zahnrad kämmen, das
an der Abgangswelle des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus vorgesehen
ist. Gemäß diesem
Aufbau ist die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle mit dem Kegelrad
des Kegelgetriebeübertragungsmechanismus
und dem zylindrischen Zahnrad des zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus
ausgestattet, und daher werden die Leistung von der Abgangswelle
des mechanischen Kraftübertragungsmechanismus
und die Leistung von der Abgangswelle des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus
direkt auf die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle übertragen, was
es ermöglicht,
die Kraftübertragungseffizienz
zu erhöhen.
Da die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle von der einen Welle
gebildet wird, kann der Aufbau kompakt gestaltet werden.
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Bei
dem Getriebe für
das Rad-Arbeitsfahrzeug können
ein mechanisches Getriebegehäuse, das
die Abgangswelle des mechanischen Kraftübertragungsmechanismus drehbar
einhaust und an dem die Hydraulikpumpe angebracht ist, und ein Leistungsabgangsgehäuse inbegriffen
sein, das die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle und die
Abgangswelle des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus drehbar
einhaust und an dem der Hydraulikmotor angebracht ist; und das mechanische
Getriebegehäuse
und das Leistungsabgangsgehäuse
können
getrennte Körper
bilden und können integral
anbringbar und abnehmbar angebracht sein. Gemäß diesem Aufbau bilden das
Leistungsabgangsgehäuse,
das die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle und die Abgangswelle
des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus drehbar
einhaust, einen von dem mechanischen Getriebegehäuse, das die Abgangswelle des
mechanischen Kraftübertragungsmechanismus
drehbar einhaust, getrennten Körper
und ist an dem mechanischen Getriebegehäuse mittels einer Schraube
oder dergleichen integral anbringbar und abnehmbar angebracht, und
daher wird die Herstellung des mechanischen Getriebegehäuses und
des Leistungsabgangsgehäuses
erleichtert.
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Bei
dem Getriebe für
das Rad-Arbeitsfahrzeug kann die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle
eine Hinterrad antriebsabgangswelle, die das Kegelrad und das zylindrische
Zahnrad aufweist und ständig
Rotationsleistung auf die Hinterräder überträgt, und eine Vorderradantriebsabgangswelle umfassen,
die mittels eines Kupplungsmechanismus wahlweise von der Hinterradantriebsabgangswelle getrennt
oder mit dieser verbunden ist und die wahlweise die Rotationsleistung
auf die Vorderräder überträgt; und
der Kupplungsmechanismus kann es ermöglichen, zwischen einem Zweirad-
und einem Vierradantrieb zu wechseln. Gemäß diesem Aufbau kann Fahrleistung
der hydraulischen Antriebsfahrt und der mechanischen Antriebsfahrt
wahlweise auf die Hinterräder
(Zweiradantrieb) oder die Vorder- und Hinterräder (Vierradantrieb) übertragen
werden, und die Fahrt entsprechend den Bedingungen der Fahrbereiche
und den Arbeitsbedingungen kann ausgewählt werden.
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Bei
dem Getriebe für
das Rad-Arbeitsfahrzeug kann die Hinterradantriebsabgangswelle in
einen Drehträger
an einer Hinterradseite mittels eines ersten Lagers eingebaut sein;
die Vorderradantriebsabgangswelle kann in einen Drehträger an einer
Vorderradseite mittels eines zweiten Lagers eingebaut sein; und
die Drehträger
an der Hinterradseite und der Vorderradseite können jeweils anbringbar und
abnehmbar an dem Leistungsabgangsgehäuse angebracht sein. Gemäß diesem
Aufbau können
die Hinterradantriebsabgangswelle und die Vorderradantriebsabgangswelle
mittels der Drehträger
als Einheiten an dem Leistungsabgangsgehäuse angebracht bzw. von diesem
abgenommen werden. und daher werden die Montage und Demontage erleichtert.
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Bei
dem Getriebe für
das Rad-Arbeitsfahrzeug kann der hydraulische Leistungsübertragungsmechanismus
einen Verlangsamungsmechanismus vom Planetengetriebetyp zum Stoppen
der Rotation eines Hohlrades durch Eingriff einer hydraulischen Betätigungskupplung
und zum Abgeben von Rotationsleistung des Hydraulikmotors von einem
Planetenträger über ein
Sonnenrad, das an einer mit einer Abgangswelle des Hydraulikmotors
verbundenen Antriebswelle inbegriffen ist, durch Rotation und Umdrehung
eines Planetenrades und der Abgangswelle des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus,
der auf der selben Achse wie die Antriebswelle vorgesehen ist und
integral mit dem Planetenträger verbunden
ist, aufweisen. Gemäß diesem
Aufbau weist der hydraulische Leistungsübertragungsmechanismus den
Verlangsamungsmechanismus vom Planetengetriebetyp auf, und die Abgangswelle
des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus ist
mit der Rotationsmitte des Planetenträgers des Verlangsamungsmechanismus
vom Planetengetriebetyp integral verbunden, und daher wird der hydraulische
Leistungsübertragungsmechanismus
in der Radialrichtung kompakt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise geschnittene Draufsicht eines Basisträgers eines
Rad-Arbeitsfahrzeuges gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1;
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3 ist
eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß der Ausführungsform;
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4 ist
eine geschnittene Draufsicht des Getriebes gemäß der Ausführungsform;
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5 ist
eine Draufsicht eines Basisträgers eines
Rad-Arbeitsfahrzeuges
gemäß einem
Stand der Technik; und
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6 ist
eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges gemäß dem Stand
der Technik.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich erläutert. 1 ist
eine teilweise geschnittene Draufsicht eines Basisträgers eines Rad-Arbeitsfahrzeuges
gemäß der Ausführungsform,
und 2 ist eine Ansicht von den Pfeilen A bis A in 1 gesehen.
Die Erläuterung
wird anhand eines Beispiels eines Rad-Hydraulikbaggers als das Rad-Arbeitsfahrzeug
gegeben, bei dem ein oberer Drehaufbau, an dem eine Arbeitsmaschine
angebracht ist, auf einem Basisträger drehbar lastet.
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Der
Rad-Hydraulikbagger weist Vorderräder 13 und 13 und
Hinterräder 14 und 14 links
und rechts von unteren vorderen und hinteren Abschnitten des Basisträgers 1 auf,
und ein oberer Drehaufbau 3, an dem eine Arbeitsmaschine
(nicht gezeigt) angebracht ist, die aus einem Ausleger, einem Arm,
einer Schaufel und dergleichen gebildet wird, lastet drehbar auf
einem oberen Abschnitt des Basisträgers 1. Ein Motor 11 ist
entweder in einer linken oder einer rechten Seitenposition an einem
unteren Abschnitt eines Fahrgestellrahmens 10 des Basisträgers 1 seitlich
platziert angebracht, wobei eine Motorabgangswellenachse C-C in
einer Richtung orthogonal zur Fahrzeuglängsrichtung (das heißt, einer
Mittellinie X-X in Fahrzeuglängsrichtung
in der Zeichnung) verläuft.
Ein Getriebe 12 ist integral mit der Maschine 11 verbunden,
und das Getriebe 12 ist in einem unteren Abschnitt der
Innenseite des Fahrgestellrahmens 10 eingehaust.
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Eine
Hydraulikpumpe 16 ist an einer Antriebswelle des Getriebes 12,
welche auf einer Verlängerungslinie
der Maschinenabgangswellenachse C-C liegt, an einer der Maschine 11 gegenüberliegenden
Seite angebracht. Eine Abgangswelle eines mechanischen Kraftübertragungsmechanismus 15 (nachfolgend
als Kraftübertragungsmechanismus 15 bezeichnet)
des Getriebes 12 verläuft
parallel zu einer Antriebswelle des Getriebes 12 (eine
Achse der Antriebswelle ist durch die abwechselnd lang und kurz
gestrichelte Linie in der Zeichnung gezeigt), und ist in einer Position
(die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in der Zeichnung)
in einem vorbestimmten Abstand von der Antriebswelle in Längsrichtung
des Fahrzeuges vorgesehen. Ein Kegelgetriebeübertragungsmechanismus 22 (nachfolgend als
Kegelgetriebemechanismus 22 bezeichnet) ist mit dieser
Abgangswelle verbunden. Der Kegelgetriebemechanismus 22 ist
zum Umwandeln einer Leistungsübertragungsrichtung
durch den Kraftübertragungsmechanismus 15 in
die Fahrzeuglängsrichtung
aus der Richtung der Maschinenabgangswellenachse C-C. Eine Vorder-
und eine Hinterradgelenkwelle 18 und 19 sind über Gelenkwellenverbindungen 48 und 47 mit
einer Leistungsabgangswelle (das heilt, einer Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle 20)
des Kegelgetriebemechanismus 22 verbunden, welcher umgewandelt
ist. Ein hydraulischer Leistungsübertragungsmechanismus 24,
der mit der Leistungsabgangswelle mit einem zylindrischen Getriebemechanismus
kämmt,
ist an einer Seite des Kegelgetriebemechanismus 22 angeordnet.
Ein Hydraulikmotor 17 ist mit einer Antriebswelle des hydraulischen
Leistungsübertragungsmechanismus 24 verbunden.
Die Drehzahl des Hydraulikmotors 17 wird durch Schalten
von Drucköl,
das von einer Hydraulikpumpe 16 ausgelassen wird, mit einem Steuerventil
(nicht gezeigt) gesteuert.
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Da
die Maschine 11 an der Seite in der Querrichtung des Fahrgestellrahmens 10 vorgesehen
ist, ist ein Aufmass in dem Innenraum des Fahrgestellrahmens 10 vorgesehen,
und ein Radstand L2 der Vorder- und Hinterräder 13 und 14 ist
verkürzt,
um einen Lenkkurvenradius zu reduzieren.
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Wie
in 3 gezeigt, weist das Getriebe 12 den
Kraftübertragungsmechanismus 15 zur Übertragung
von mechanischer Übertragungsleistung
auf die Vorder- und Hinterräder 13 und 14 des
Rad-Arbeitsfahrzeuges, die Verstell-Hydraulikpumpe 16,
die an dem Kraftübertragungsmechanismus 15 angebracht
und mit der Maschine 11 verbunden ist, den Verstell-Hydraulikmotor 17,
der durch das Auslassöl von
der Hydraulikpumpe 16 angetrieben wird, um hydraulische Übertragungsleistung
abzugeben, und die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle 20 (nachfolgend
als Antriebsabgangswelle 20 bezeichnet) zur Übertragung
einer mechanischen Antriebsleistung durch den Kraftübertragungsmechanismus 15 und
einer hydraulischen Antriebsleistung durch den Hydraulikmotor 17 auf
die Vorder- und Hinterradgelenkwellen 18 und 19 auf.
Die Antriebsabgangswelle 20 ist in der Richtung orthogonal
zu der Abgangswelle 21 des Kraftübertragungsmechanismus 15 angeordnet
und ist über
den Kegelgetriebemechanismus 22 mit der Abgangswelle 21 verbunden. Demzufolge
wird die mechanische Antriebskraft von dem Kraftübertragungsmechanismus 15 über den Kegelgetriebemechanismus 22 auf
die Antriebsabgangswelle 20 übertragen. Der hydraulische
Leistungsübertragungsmechanismus 24,
mit dem der Hydraulikmotor 17 verbunden ist, weist ein
Reduktionsgetriebe vom Planetengetriebetyp, das an seiner Antriebswelle
vorgesehen ist, und eine Abgangswelle 23 auf, die mit dem
Reduktionsgetriebe vom Planetengetriebetyp verbunden ist und an
der ein zylindrisches Zahnrad 53 (in diesem Beispiel ein
Stirnrad) angebracht ist. Eine Achsrichtung der Abgangswelle 23 liegt
in einer Richtung parallel zu einer Achsrichtung der Antriebsabgangswelle 20.
Das zylindrische Zahnrad 53 der Abgangswelle 23 kämmt mit
einem zylindrischen Zahnrad 50 (in diesem Beispiel ein Stirnrad),
das an der Antriebsabgangswelle 20 angebracht ist, um einen
zylindrischen Getriebe übertragungsmechanismus 25 zu
bilden. Dementsprechend wird die hydraulische Antriebskraft von
dem Hydraulikmotor 17 über
den zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus 25 auf
die Antriebsabgangswelle 20 übertragen.
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Basierend
auf 4 werden der Kraftübertragungsmechanismus 15,
der hydraulische Leistungsübertragungsmechanismus 24 und
der Kegelgetriebemechanismus 22 ausführlich erläutert. Der Kraftübertragungsmechanismus 15 weist
eine Antriebswelle 26, eine Zwischenwelle 27 und
eine Abgangswelle 21 auf, die innerhalb eines Getriebegehäuses 39 in
Richtungen orthogonal zur Fahrzeuglängsrichtung (das heißt, einer
Achsrichtung der Antriebsabgangswelle 20) und im Wesentlichen
horizontal drehbar sind. Die Antriebswelle 26, die Zwischenwelle 27 und
die Abgangswelle 21 sind parallel zueinander mit einem
Abstand voneinander angeordnet. Die Antriebswelle 26, die
Zwischenwelle 27 und die Abgangswelle 21 sind
jeweils mit den Übertragungskupplungen 28, 29 und 30,
und Festrädern 31, 32 und 33,
die an den jeweiligen Wellen festgelegt sind, und Losrädern 34, 35 und 36 versehen,
die an den jeweiligen Wellen mit Spiel angebracht sind. Ein mechanischer
Mehrwellen-Kraftübertragungsmechanismus
wird von diesen Komponenten gebildet.
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Der
mechanische Mehrwellen-Übertragungsmechanismus
wird durch Kämmen
des Festrades 31 der Antriebswelle 26 mit dem
Festrad 32 der Zwischenwelle 27, und des Losrades 34 mit
dem Losrad 35, Kämmen
des Festrades 32 der Zwischenwelle 27 mit dem
Losrad 36 der Abgangswelle 21, und Kämmen des
Losrades 35 der Zwischenwelle 27 mit dem Festrad 33 der
Abtriebswelle 21 gebildet. Dementsprechend ist der mechanische
Mehrwellen-Übertragungsmechanismus
mit drei Vorwärtsrädern versehen.
Das heißt,
wenn die Übertragungskupplung 28 der
Antriebswelle 26 eingerückt
ist, sind das Antriebswellenfestrad 31 und das Antriebswellenlosrad 34 verbunden,
um die mechanische Antriebskraft eines bestimmten Untersetzungsverhältnisses über das
Zwischenwellenlosrad 35, das mit dem Antriebswellenlosrad 34 kämmt, und
das Abgangswellenfestrad 33, das mit dem Zwischenwellenlosrad 35 kämmt, an
die Abgangswelle 21 abzugeben.
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Wenn
die Übertragungskupplung 29 der
Zwischenwelle 27 eingerückt
ist, sind das Zwischenwellenfestrad 32 und das Zwischenwellenlosrad 35 verbunden.
Demzufolge wird eine von dem Antriebswellenfestrad 31 eingegebene
Rotationsleistung über das
Zwischenwellenfestrad 32 und das mit dem Zwischenwellenlosrad 35 kämmende Abtriebswellenfestrad 33 als
die mechanische Leistung mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis an
die Abgangswelle 21 abgegeben. Wenn die Übertragungskupplung 30 der
Abgangswelle 21 eingerückt
ist, sind das Abgangswellenfestrad 33 und das Abgangswellenlosrad 36 verbunden.
Demzufolge wird die über das
Antriebswellenfestrad 31 und das Zwischenwellenfestrad 32 eingegebene
Rotationsleistung über das
Abgangswellenlosrad 36 und das Abgangswellenfestrad 33 als
die mechanische Leistung mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis an
die Abgangswelle 21 abgegeben.
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Der
oben beschriebene mechanische Mehrwellen-Übertragungsmechanismus
ist über
eine Drehmomentdämpferverbindung 37,
die in der Antriebswelle 26 inbegriffen ist, mit einer
Maschinenabgangswelle 11a verbunden, und das Getriebegehäuse 39,
das die Antriebswelle 26, die Zwischenwelle 27 und
die Abgangswelle 21, die im Abstand voneinander angeordnet
sind, einhaust, ist mit einem Maschinengehäuse 40 verbunden,
das in der Fahrzeuglängsrichtung
liegt, wodurch die Maschine 11 und das Getriebe 12 integriert
sind.
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Wie
in 4 gezeigt, weist das Getriebegehäuse 39 ein
mechanisches Getriebegehäuse 41, das
extensiv in der Fahrzeuglängsrichtung
vorgesehen ist, und ein Leistungsabgangsgehäuse 42 auf, das extensiv
in einer Richtung orthogonal zur Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen ist.
Die Gehäuse 41 und 42 bilden
jeweils getrennte Körper
und sind im Wesentlichen in einer L-Form in der Draufsicht miteinander
verbunden. Das mechanische Getriebegehäuse 41 enthält den Kraftübertragungsmechanismus 15 und
weist einen Pumpenmontagesitz 43 um einen Bereich auf,
wo die Antriebswelle 26 des Kraftübertragungsmechanismus 15 einer
Außenseite
zugewandt ist. Eine Antriebswelle 44 der Hydraulikpumpe 16 ist
mit der Antriebswelle 26 verbunden, und die Hydraulikpumpe 16 ist
an dem mechanischen Getriebegehäuse 41 angebracht,
wobei ein Hydraulikpumpengehäusemontageabschnitt
an dem Pumpenmontagesitz 43 angeordnet ist.
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Das
mechanische Getriebegehäuse 41 weist einen
Gehäusemontagesitz 45 um
einen Bereich auf, wo die Abgangswelle 21 des Kraftübertragungsmechanismus 15 der
Außenseite
zugewandt ist. Das Leistungsabgangsgehäuse 42 ist in dem
Zustand angeordnet, in dem es sich in der Achsrichtung der Abgangswelle 21 erstreckt,
und ist an dem Gehäusemontagesitz 45 angebracht.
Ein Kegelrad 46 an einer Antriebsseite des Kegelgetriebemechanismus 22, welches
mit der Abgangswelle 21 verbunden ist, ist an einer Eingangsseite
des Gehäuses
in dem Leistungsabgangsgehäuse 42 drehbar
angeordnet. Die Antriebsabgangswelle 20 ist derart drehbar
angebracht, dass die Achsrichtung der Antriebsabgangswelle 20 orthogonal
zu der Achsrichtung der Abgangswelle 21 des Kraftübertragungsmechanismus 15 verläuft, und
ist in der Fahrzeuglängsrichtung
angeordnet. Der mit dem Hydraulikmotor 17 verbundene hydraulische
Leistungsübertragungsmechanismus 24 ist
in dem Leistungsabgangsgehäuse 42 in der
Richtung angeordnet, in der die Achsrichtung des Mechanismus 24 parallel
zu der Achse der Antriebsabgangswelle 20 liegt.
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Die
Antriebsabgangswelle 20 umfasst die Gelenkwellenverbindungen 47 und 48 an
den vorderen und hinteren Endabschnitten, ein Kegelrad 49 an einer
Abgangsseite des Kegelgetriebemechanismus 22, und das zylindrische
Zahnrad 50 an der einen Seite des zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus 25.
Die Gelenkwellenverbindungen 47 und 48 sind mit
der Vorderradgelenkwelle 18 bzw. der Hinterradgelenkwelle 19 verbunden,
die mit einer Vorderraddifferentialvorrichtung 51 bzw.
einer Hinterraddifferentialvorrichtung 52 verbunden sind,
wie in 3 gezeigt ist. Das Kegelrad 49 kämmt mit
dem Kegelrad 46, das in dem Leistungsabgabegehäuse 42 vorgesehen
ist, so dass die mechanische Antriebskraft von dem Kraftübertragungsmechanismus 15 auf
die Antriebsabgangswelle 20 übertragen wird. Das zylindrische
Zahnrad 50 kämmt
mit dem zylindrischen Zahnrad 53, das an der Abgangswelle 23 des hydraulischen
Leistungsübertragungsmechanismus 24 vorgesehen
ist, so dass die hydraulische Antriebskraft von dem Hydraulikmotor 17 auf
die Antriebsabgangswelle 20 übertragen wird.
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Die
Antriebsabgangswelle 20 ist in eine Hinterradantriebsabgangswelle 54 mit
dem Kegelrad 49 und dem zylindrischen Zahnrad 50 zur Übertragung und
Abgabe einer Rotationsleistung an die Hinterräder, und eine Vorderradantriebsabgangswelle 55 zur Übertragung
und Abgabe der Rotationsleistung an die Vorderräder geteilt. Ein weiblicher
und männlicher
Eingriffsabschnitt 56 (siehe 4) sind
an entgegengesetzten Endflächen
ausgebildet, an welchen die Vorderradantriebsabgangswelle 55 und
die Hinterradantriebsabgangswelle 54 einander zugewandt sind,
und die Vorderradantriebsabgangswelle 55 passt mit der
Hinterradantriebsabgangswelle 54 in dem Zustand zusammen,
in dem sie in Bezug auf die Hinterradantriebsabgangswelle 54 frei
gedreht wird. Ferner ist die Vorderradantriebsabgangswelle 55 derart gestaltet,
dass sie über
einen Klauenkupplungsmechanismus 57 wahlweise mit der Hinterradantriebsabgangswelle 54 verbunden
ist, wodurch es ermöglicht
wird, zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb zu wechseln.
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Der
Klauenkupplungsmechanismus 57 steht über eine Keilverzahnung mit
einer Außenumfangsfläche der
Vorderradantriebsabgangswelle 55 in Eingriff und ist in
einer Axialrichtung verschiebbar. Der Klauenkupplungsmechanismus 57 weist
eine Zylinderkupplung 59 mit einer Eingriffsklaue 58 in
einer konvexen Form in Durchmesserrichtung an ihrer der Hinterradantriebsabgangswelle 54 gegenüberliegenden
Endfläche,
eine Feder 60, die zwischen einer gestuften Endfläche einer
Außenumfangsfläche der Vorderradantriebsabgangswelle 55 und
einer gestuften Endfläche
einer Außenumfangsfläche der
Zylinderkupplung 59 vorgesehen ist und die Zylinderkupplung 59 in
einer Richtung zu der Hinterradantriebsabgangswelle 54 vorspannt,
eine ringförmige
Klaue 61 in einer konvexen Form in Durchmesserrichtung,
welche an einer Endfläche
der Hinterradantriebsabgangswelle 54 gegenüberliegend
zu der Eingriffsklaue 58 der Zylinderkupplung 59 ausgebildet
ist, und eine Hydraulikdruckaufnahmekammer 62 zum Bewegen
der Zylinderkupplung 59 auf, welche zwischen einer Innenumfangsfläche der
Zylinderkupplung 59 und der Außenumfangsfläche der
Vorderradantriebsabgangswelle 55 ausgebildet ist. Ein Ölpfad, der
mit der Hydraulikdruckaufnahmekammer 62 kommuniziert, ist
an der Innenseite der Vorderradantriebsabgangswelle 55 ausgebildet.
Wenn 61 von diesem Ölpfad
in die Öldruckaufnahmekammer 62 eingelassen
wird, überwindet
die Zylinderkupplung 59 die Vorspannkraft der Feder 60 und
bewegt sich in 4 nach unten. In 4 zeigt
die linke halbe Fläche
der Zylinderkupplung 59 einen Absenkzustand. Infolgedessen
ist der Eingriff der Eingriffs klaue 58 der Zylinderkupplung 59 und
der ringförmigen
Klaue 61 der Hinterradantriebsabgangswelle 54 freigegeben.
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Die
Hinterradantriebsabgangswelle 54 ist durch einen Drehträger 64 mit
einem kegelzylindrischen Lager (erstes Lager) 63 drehbar
abgestützt. Die
Vorderradantriebsabgangswelle 55 ist durch einen Drehträger 66 mit
einem Kugellager (zweites Lager) 65 drehbar abgestützt. Zwei Öffnungen 67 und 68 sind
koaxial einander gegenüberliegend
in dem Leistungsabgangsgehäuse 42 ausgebildet,
und der Drehträger 64 ist
in der einen Öffnung 67 angebracht, um
die Hinterradantriebsabgangswelle 54 in Bezug auf das Leistungsabgangsgehäuse 42 drehbar
zu positionieren. Der Drehträger 66 ist
in der anderen Öffnung 68 angebracht,
um die Vorderradantriebsabgangswelle 55 in Bezug auf das
Leistungsabgangsgehäuse 42 drehbar
zu positionieren.
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Der
hydraulische Leistungsübertragungsmechanismus 24,
der mit dem Hydraulikmotor 17 verbunden ist, weist einen
Planetengetriebe-Verlangsamungsmechanismus vom Trägerabtriebstyp
und die Abgangswelle 23 mit dem zylindrischen Zahnrad 53 auf,
welche integral mit einem Abtriebsträger des Planetengetriebe-Verlangsamungsmechanismus
verbunden ist. Der Planetengetriebe-Verlangsamungsmechanismus weist
ein Sonnenrad 70, das an einer mit einer Abgangswelle 69 des
Hydraulikmotors 17 verbundenen Antriebswelle 71 angebracht
ist, ein Hohlrad 72 und einen Planetenträger 73,
der an der Antriebswelle 71 frei drehbar gehalten wird,
ein Planetenrad 74, das durch den Planetenträger 73 abgestützt ist
und mit dem Sonnenrad 70 und dem Hohlrad 72 kämmt, und
eine hydraulische Betätigungskupplung 77 auf,
die zwischen einem inneren Kupplungszylinder 75, der integral
an dem Hohlrad 72 ausgebildet ist, und einem äußeren Kupplungszylinder 76,
der an dem Leistungsabgangsgehäuse 42 festgelegt
ist, vorgesehen ist.
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Die
Rotation des Hohlrades 72 wird durch Eingriff der hydraulischen
Betätigungskupplung 77 gestoppt,
und die Rotationsleistung des Hydraulikmotors 17 wird von
dem Planetenträger 73 durch
Rotation und Umdrehung des Planetenrades 74 abgegeben.
Die Abgangswelle 23 ist in der Axialrichtung der Antriebswelle 71 positioniert
und wird durch das Leistungsabgangsgehäuse 42 drehbar gehalten.
Der Hydraulikmotor 17 hat seine Abgangswelle 69 koaxial
zu der Achsrichtung der Antriebswelle 71 und der Abgangswelle 23 des
Planetenreduktionsgetriebes angeordnet und ist an einem Motormontageabschnitt 78 angebracht,
der in dem Leistungsabgangsgehäuse 42 inbegriffen
ist.
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Das
Getriebe gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem obigen Aufbau führt eine normale und umgekehrte
Rotationssteuerung des Hydraulikmotors 17 durch, um die
hydraulische Betätigungskupplung 77 des
hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus 24 einzurücken, die
mit der Abgangswelle 69 des Hydraulikmotors 17 verbunden
ist. Demzufolge wird eine hydraulische Antriebskraft des ersten
Vorwärts-
und Rückwärtsganges über das
Sonnenrad 70, das Planetenrad 74 und den Planetenträger 73 des
Planetengetriebe-Verlangsamungsmechanismus und die Abgangswelle 23 und
das zylindrische Zahnrad 53 auf die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswellen 55 und 54 übertragen.
Durch Ausrücken
der hydraulischen Betätigungskupplung 77 des
hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus
und Einrücken
der Zwischenwellenübertragungskupplung 29 des
Kraftübertragungsmechanismus 15 wird
eine mechanische Fahrantriebsdrehzahl des zweiten Vorwärtsganges über die
Abgangswelle 21, das Kegelrad 46 und das Kegelrad 49 auf
die Hinterradantriebsabgangswelle 54 übertragen, durch Einrücken der
Antriebswellenübertragungskupplung 28 wird
die mechanische Fahrantriebsdrehzahl des dritten Vorwärtsganges über die
Abgangswelle 21, das Kegelrad 46 und das Kegelrad 49 auf
die Hinterradantriebsabgangswelle 54 übertragen, und durch Einrücken der
Abgangswellenübertragungskupplung 30 wird
die mechanische Fahrantriebsdrehzahl des vierten Vorwärtsganges über die
Abgangswelle 21, das Kegelrad 46 und das Kegelrad 49 auf
die Hinterradantriebsabgangswelle 54 übertragen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die folgenden Wirkungen erreicht. Das Übertragungssystem
der hydraulischen Antriebskraft durch den Hydraulikmotor ist unabhängig von
dem Leistungsübertragungssystem
des mechanischen Getriebesystems gestaltet, und ein einziger hydraulischer Leistungsübertragungsmechanismus
ist vorgesehen. Demzufolge wird die mechanische Antriebskraft von
der Abgangswelle des mechanischen Getriebemechanismus auf die Vorder-
und Hinterradantriebsabgangswelle zur Übertragung der Leistung auf die
Vorder- und Hinterräder über den
Kegelgetriebeübertragungsmechanismus übertragen.
Demzufolge wird die hydraulische Antriebskraft, die durch den Hydraulikmotor
des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus
einen großen
Drehmomentantrieb bei einer niedrigen Drehzahl schafft, direkt über den
zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus übertragen,
ohne über
den Kegelgetriebeübertragungsmechanismus übertragen
zu werden, und daher kann der Kegelgetriebeübertragungsmechanismus kompakt
gestaltet werden.
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Das
Kegelrad des Kegelgetriebeübertragungsmechanismus
und das zylindrische Zahnrad des zylindrischen Getriebeübertragungsmechanismus
sind in der Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle inbegriffen.
Demzufolge werden die Leistung von der Abgangswelle des mechanischen
Getriebemechanismus und die Leistung von der Abgangswelle des hydraulischen
Leistungsübertragungsmechanismus
direkt auf die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle übertragen,
ohne über die
Zwischenwelle übertragen
zu werden, und daher kann die Kraftübertragungseffizienz erhöht werden. Außerdem wird
die Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle von der einen Welle
gebildet, und daher kann diese kompakt gestaltet werden.
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Das
Leistungsabgangsgehäuse
zur drehbaren Einhausung der Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle
und der Abgangswelle des hydraulischen Leistungsübertragungsmechanismus bildet
einen von dem mechanischen Getriebegehäuse zur drehbaren Einhausung
der Abgangswelle des mechanischen Getriebemechanismus getrennten Körper, und
das Leistungsabgangsgehäuse
ist integral an dem mechanischen Getriebegehäuse mittels einer Schraube
oder dergleichen anbringbar und abnehmbar angebracht. Demzufolge
ist die Herstellung des mechanischen Getriebegehäuses und des Leistungsabgabegehäuses erleichtert.
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Von
den Getriebegehäusen
ist das mechanische Getriebegehäuse
in einer Richtung entlang der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet, und
das Leistungsabgangsgehäuse
ist extensiv in der Richtung orthogonal zur Fahrzeuglängsrichtung
(das heißt,
in der Fahrzeugquerrichtung) vorgesehen, so dass sie im Wesentlichen
in einer L-Form in der Draufsicht angeordnet sind. Demzufolge ist
es möglich,
die Achsrichtung der Vorder- und
Hinterradantriebsabgangswelle, welche in dem Gehäuse angeordnet ist, in der Fahrzeuglängsrichtung
zu positionieren, und die Vorder- und Hinterradgelenkwellen, die
mit den Vorder- und Hinterradantriebsabgangswellen verbunden sind,
können
ebenfalls in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet
werden. Gemäß diesem
Aufbau kann die Länge
der Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle reduziert werden,
obwohl der Teil des mechanischen Getriebemechanismus eine lange
Form in der Fahrzeuglängsrichtung
hat, und die Länge der
Gelenkwelle, die mit der Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle
verbunden ist, kann relativ lang gestaltet werden. Demzufolge kann
verhindert werden, dass die Kreuzungswinkel der Vorder- und Hinterradgelenkwellen
und der Vorder- und Hinterradachsen groß sind, und daher kann die
Antriebskraft effizient auf die Vorder- und Hinterradachsen übertragen
werden.
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Die
Vorder- und Hinterradantriebsabgangswelle ist in die Vorderradantriebsabgangswelle
und die Hinterradantriebsabgangswelle geteilt, und der Abschnitt
zwischen den beiden Abgangswellen wird über die Kupplung wahlweise
getrennt und verbunden. Demzufolge werden vier Fahrantriebsarten
ermöglicht,
das heißt
mechanischer Fahrantrieb und hydraulischer Fahrantrieb durch die
beiden Hinterräder,
und mechanischer Fahrantrieb und hydraulischer Fahrantrieb durch
vier Vorder- und Hinterräder, und
die Fahrleistung des Arbeitsfahrzeuges kann entsprechend den Bedingungen
des Fahrbereichs und dem Arbeitszustand angepasst werden.
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Die
Hinterradantriebsabgangswelle vom Zweirad/Vierradantriebswechseltyp
ist an dem Drehträger
mit dem Lager (das kegelzylindrische Lager in der oben beschriebenen
Ausführungsform
ist das eine Beispiel) angebracht, und die Vorderradantriebsabgangswelle
ist an dem Drehträger
mit dem Lager (das Kugellager in der oben beschriebenen Ausführungsform
ist das eine Beispiel) angebracht. Die Drehträger der Hinterradantriebsabgangswelle und
der Vorderradantriebsabgangswelle sind jeweils anbringbar und abnehmbar
in den beiden Öffnungen angebracht,
die koaxial einander gegenüberliegend in
dem Leistungsabgangsgehäuse
ausgebildet sind. Demzufolge können
die Hinterradantriebsabgangswelle und die Vorderradantriebsabgangswelle
vom Zweirad/Vierradantriebswechseltyp und das mit der Abgangswelle
des mechanischen Getriebemechanismus verbundene Kegelgetriebe mittels
der Drehträger
als Einheiten an dem Leistungsabgangsgehäuse angebracht bzw. von diesem
abgenommen werden, und daher werden die Montage und Demontage erleichtert.
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Der
hydraulische Leistungsübertragungsmechanismus
umfasst den Verlangsamungsmechanismus vom Planetengetriebetyp und
die Abgangswelle, die integral mit der Rotationsmitte des Planetenträgers des
Verlangsamungsmechanismus vom Planetengetriebetyp verbunden ist,
und daher ist der hydraulische Leistungsübertragungsmechanismus in der
Radialrichtung kompakt.