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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Antrieb eines Fahrzeugrades mit einem Planetentrieb gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
EP 1 194 306 B1 ist ein Radantrieb für ein mobiles Fahrzeug, zum Beispiel für einen Omnibus bekannt. Als Antriebsmotor wird ein elektrischer oder hydraulischer Motor vorgesehen, wobei eine Planetenstufe den Abtrieb bildet und mit einer Radfelge beziehungsweise einer Radnabe des anzutreibenden Fahrzeugrades verbunden ist. Ferner ist aus der Druckschrift
EP 1 192 058 B1 eine Achse mit einer unterhalb der Radachse angeordneten Achsbrücke und Antriebsrädern bekannt, welche jeweils mit einem Antriebsmotor angetrieben werden. Auch bei dieser Antriebsanordnung wird der Abtrieb durch ein Planetengetriebe gebildet, welches mit der Radnabe verbunden ist.
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Es hat sich gezeigt, dass sich bei derartigen Anordnungen in den Planetentrieben aufgrund von Reibungsverlusten in den Lagern und Dichtungen sowie den Planschverlusten hohe Verlustleistungen ergeben, die zu einer erheblichen Erwärmung des Planetengetriebes bzw. Planetentriebes führen. Dabei können Öltemperaturen im Planetengetriebe von über 120°C erreicht werden. Diese hohen Temperaturen belasten die Bauteile und führen zu einer deutlich schnelleren Alterung des Getriebeöls in dem Planetengetriebe. Um dies zu verhindern, sollte eine ausreichende Kühlung gewährleistet werden. Bei den bekannten Anordnungen wird dazu ein Ölumlauf vorgesehen, der jedoch aufgrund der schlechten Zugänglichkeit im Bereich des Radkopfes und der geringen Wandstärken nur begrenzt einsetzbar ist.
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Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der eine ausreichende Kühlung realisiert wird, ohne dabei die Funktionalität und die Montage der Anordnung nachteilig zu beeinflussen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Demzufolge wird eine Anordnung zum Antrieb eines Fahrzeugrades mit einem Planetengetriebe bzw. einem Planetentrieb vorgeschlagen, der abtriebsseitig mit der Radnabe des Fahrzeugrades zum Antrieb desselben und antriebsseitig mit z. B. einem Elektromotor oder dergleichen gekoppelt ist, wobei im Bereich des Planetentriebes oder dergleichen Bauteile zumindest ein Kühlkörper zum Erhöhen der Kühlleistung vorgesehen ist, wobei der Kühlkörper lösbar, also zur möglichen Montage und Demontage, befestigt ist.
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Auf diese Weise wird eine konstruktiv einfache und kostengünstige Anordnung vorgeschlagen, bei der eine ausreichende Kühlleistung insbesondere für das Planetengetriebe zur Verfügung gestellt wird, wobei der Kühlkörper beispielsweise erst nach der Montage der Radfelge an dem Planetentrieb montiert werden kann. Somit wird trotz des geringen verfügbaren Montageraumes die Funktionalität und auch die Montage der vorgeschlagenen Anordnung durch den verwendeten Kühlkörper nicht beeinflusst und die Kühlleistung massiv vergrößert, so dass hohe Temperaturen in dem Planetentrieb verhindert und dadurch eine unerwünscht schnelle Alterung des Öls verhindert werden.
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Je nachdem mit welchem Bauteil der Planetentrieb mit der Radnabe verbunden ist, kann im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest ein Kühlkörper an dem Planetenradträger und/oder an dem Hohlrad des Planetentriebes lösbar montiert ist. Dadurch kann die effektive Oberfläche des Planetenträgers beziehungsweise des Hohlrades zur ausreichenden Kühlung erheblich vergrößert werden. Der Kühlkörper kann auch an anderen Bauteilen im Bereich des Planetentriebes lösbar befestigt werden.
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Der als separates Bauteil ausgebildete Kühlkörper kann im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung vorzugsweise als zum Beispiel elastisches Blechband oder dergleichen ausgeführt sein und aus einem Werkstoff z. B. mit ausgezeichneten Wärmeleiteigenschaften gefertigt sein. Vorzugsweise kann Aluminium oder dergleichen als Werkstoff verwendet werden. Um die effektive Kühloberfläche an dem Planetenträger oder an dem Hohlrad zu vergrößern, kann das Blechband entlang des äußeren Umfanges des Planetenträgers oder des Hohlrades angeordnet sein und vorzugsweise mit über den Umfang verteilt angeordneten Rippenelementen ausgestattet sein.
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Um ein möglichst direktes Anliegen des Kühlkörpers beziehungsweise des Blechbandes an dem äußeren Umfang des Planetenträgers oder des Hohlrades zu realisieren, kann im Rahmen einer nächsten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Länge des Blechbandes geringfügig kleiner als der äußere Umfang des Planetenträgers oder des Hohlrades ist, wobei die einander zugewandten z. B. abgewinkelten Enden des Blechbandes zum Spannen aneinander befestigbar sind. Zum Befestigen kann eine entsprechende Einrichtung zum Spannen der beiden Enden zum Beispiel durch einen Schraubverband, eine Spurstange mit Rechts oder Linksgewinde oder dergleichen vorgesehen sein. Auf diese Weise ergibt sich eine gleichmäßige Flächenpressung über die Umfangsoberfläche des Blechbandes. Vorzugsweise kann der Wärmeübergang beziehungsweise die Wärmeleitung zum Beispiel durch Verwenden einer Wärmeleitpaste und/oder durch eine entsprechende Bearbeitung der aneinander liegenden Oberflächen weiter verbessert werden.
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Die zur Vergrößerung der Oberfläche vorgesehenen Rippenelemente können zum Beispiel fest, bevorzugt durch Löten oder Schweißen an dem Blechband befestigt sein. Es ist aber auch eine lösbare Verbindung zwischen dem Blechband und den Rippenelementen möglich. Die konstruktive Ausgestaltung der Rippenelemente kann zum Beispiel eine etwa rechteckförmig ausgebildete Grundform oder dergleichen sein, die vorzugsweise radial nach außen von dem äußeren Umfang des Blechbandes absteht. Es ist auch möglich, dass die Rippenelemente mehrteilig oder auch zum Beispiel als Halbschalen oder dergleichen ausgeführt sind. Um beispielsweise eine in axialer Richtung des Planetenträgers oder des Hohlrades gerichtete Strömung durch die Drehbewegung der Radnabe zu realisieren, kann auch eine winklige Anordnung der Rippenelemente bezogen auf die Radachse vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass die axiale Strömung durch eine entsprechende Formgebung der Rippenelemente beeinflusst wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann der Kühlkörper zum Beispiel als integrales Bauteil in Form eines Strangpressprofiles oder dergleichen ausgeführt werden. Dann bilden das Blechband und die Rippenelemente ein gemeinsames Bauteil. Es ist auch möglich, dass der Kühlkörper mehrteilig ausgebildet ist. Beispielsweise können das Blechband aber auch die Rippenelemente mehrteilig ausgeführt sein. Ferner können auch die einzelnen Rippenelemente an dem als einteiliges Bauteil ausgeführten Blechband befestigt werden.
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Im Rahmen einer weiteren möglichen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anordnung als Kühlkörper zumindest eine aerodynamisch geformte Radkappe oder dergleichen Bauteil zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung aufweist. Auf diese Weise können die Strömungsverhältnisse derart beeinflusst werden, dass das Abführen der als Wärme umgewandelten Verlustleistung des Planetengetriebes aufgrund der verbesserten Konvektion sichergestellt wird. Vorzugsweise kann die vorgeschlagene Radkappe mehrere über den Umfang verteilte Hutzen oder dergleichen als Lufteinlässe aufweisen. Dadurch wird konstruktiv einfach eine deutliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung des Fahrzeugrades gewährleistet. Es sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen an der Radkappe denkbar, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Radkappe kann sowohl an dem Planetentrieb als auch an anderen Bauteilen, wie z. B. der Radnabe, der Felge oder dergleichen befestigt werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zum Antrieb eines Fahrzeugrades kann vorzugsweise bei Fahrzeugen mit Achsen in Niederflurbauweise eingesetzt werden. Es sind auch andere Anwendungsgebiete denkbar.
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Die vorliegende Erfindung wird näher anhand der Zeichnungen erläutert, in denen verschiedene Ausführungsvarianten der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:
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1 eine schematische, dreidimensionale Ansicht gemäß einer ersten möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Kühlkörper an einem Planetentrieb;
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2 eine schematische, dreidimensionale vergrößerte Ansicht einer Einzelheit A aus 1; und
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3 eine schematische, dreidimensionale Ansicht gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Anordnung mit einer Radkappe.
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In den Figuren sind zwei Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anordnung beispielhaft dargestellt, wobei der Planetentrieb bzw. das Planetengetriebe antriebsseitig mit einem Antriebsmotor, z. B. einem Elektromotor oder dergleichen, und abtriebsseitig mit einer Radnabe eines anzutreibenden Fahrzeugrades gekoppelt ist, wobei weder der Elektromotor noch die Radnabe dargestellt sind.
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Erfindungsgemäß ist bei der Anordnung vorgesehen, dass zumindest ein Kühlkörper im Bereich des Planetentriebes vorgesehen ist, wobei in den Figuren lediglich ein nur schematisch angedeuteter Planetenradträger 1 exemplarisch für den Planetentrieb gezeigt ist. Der Kühlkörper zum Erhöhen der Kühlleistung ist gemäß 1 an dem Planetenträger 1 lösbar befestigt, so dass der Kühlkörper in vorteilhafter Weise erst nach der Felgenmontage an dem Planetenträger 1 montiert werden kann, sodass die Felgenmontage auch bei dem geringen zur Verfügung stehenden Bauraum gewährleistet wird.
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In den 1 und 2 ist der Kühlkörper als ein Blechband 2 ausgeführt und erstreckt sich entlang des äußeren Umfanges des Planetenträgers 1. Die einander zugewandten Enden 4 und 5 des Blechbandes 2 sind abgewinkelt und miteinander über einen Schraubverband 6 verbunden. Da die Länge des Blechbandes 2 geringfügig kleiner als der äußere Umfang des Planetenträgers 1 ist, wird das Blechband 2 an seinen Enden 4, 5 über den Schraubverband 6 verspannt. Somit kann das Blechband 2 nach der Felgenmontage um den Planetenradträger 1 gelegt werden und durch die Verspannung eine gleichmäßige Flächenpressung über die Oberfläche erreicht werden. Um einen möglichst hohen Wärmeübergangskoeffizienten zu realisieren, kann zwischen der äußeren Oberfläche des Planetenträgers 1 und dem Innenumfang des Blechbandes 2 eine Wärmeleitpaste vorgesehen werden oder die Oberflächen entsprechend bearbeitet werden.
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Um die effektive Kühloberfläche bei dem Blechband 2 zu optimieren, sind mehrere radial nach außen abstehende Rippenelemente 3 an dem Blechband 2 vorgesehen, die über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Rippenelemente 3 weisen eine etwa rechteckförmige bzw. streifenförmige Grundform auf. Die Rippenelemente 3 können an das Blechband 2 angelötet oder angeschweißt sein. Es ist auch möglich, dass der Kühlkörper in Form des Blechbandes 2 als integrales Strangpressprofil ausgebildet ist.
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In 3 ist gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung bei der Anordnung vorgesehen, dass als Kühlkörper eine aerodynamisch geformte Radkappe 7 verwendet wird, um dadurch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung im Bereich des Planetengetriebes zu erreichen, wodurch die Kühlleistung erhöht wird. Dazu sind mehrere über den Umfang der Radkappe 7 verteilt angeordnete Hutzen 8 oder dergleichen als Lufteinlässe vorgesehen. Die Radkappe 7 kann an einem beliebigen Ort im Bereich der Radnabe beziehungsweise des Pianetentriebes vorgesehen sein. Es ist möglich, dass die Radkappe 7 direkt an dem Planetentrieb oder auch an der Felge beziehungsweise der Radnabe des Fahrzeugrades befestigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenradträger
- 2
- Blechband
- 3
- Rippenelemente
- 4
- Ende
- 5
- Ende
- 6
- Schraubverband
- 7
- Radkappe
- 8
- Hutzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1194306 B1 [0002]
- EP 1192058 B1 [0002]
