DE102011007320B4 - Wheel Drive - Google Patents
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Abstract
Radantrieb mit in einer Radnabe (6) angeordnetem einstufigen Planetengetriebe mit einem radseitigen Planetenträger (8), einem stationären Hohlrad (13) und einem über eine Eingangswelle (16) angetriebenen Sonnenrad (15), wobei der Planetenträger (8) topfartig mit einem die Achsen der Planetenräder (9) tragenden Boden und einer das Hohlrad (13) außenumfangsseitig axial überlappenden Umfangswand (11) ausgebildet ist und das Hohlrad (13) an seinem radfernen Stirnende an einem stationären Flansch (14) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Hohlrad (13) im Überlappungsbereich einen radseitigen Axialabschnitt mit vermindertem Außendurchmesser und entsprechend verminderter Wandstärke aufweist,
- dass die Umfangswand (11) des Planetenträgers (8) im Überlappungsbereich einen rad- bzw. bodenseitigen Axialabschnitt mit vermindertem Innendurchmesser und entsprechend erhöhter Wandstärke besitzt, wobei sich der den größeren Außendurchmesser aufweisende Hohlradbereich und der den kleineren Innendurchmesser aufweisende Bereich der Umfangswand des Planetenträgers (8) in Achsansicht des Radantriebs radial überlappen, und
- dass innerhalb des Axialabschnittes mit erhöhter Wandstärke im Planetenträger (8) ein Gewindelochkreis angeordnet ist, in dessen Gewindelöcher Radbefestigungsschrauben (12) eindrehbar sind, wobei die Gewindelöcher axial in den Axialabschnitt mit erhöhter Wandstärke hineinragen und die Querschnitte der Gewindelöcher in Achsansicht des Radantriebs den Querschnitt des flanschseitigen Abschnittes des Hohlrades (13) überschneiden.
Wheel drive with in a wheel hub (6) arranged single-stage planetary gear with a wheel-side planet carrier (8), a stationary ring gear (13) and a via an input shaft (16) driven sun gear (15), wherein the planet carrier (8) pot-like with a the axes the planet wheels (9) bearing the bottom and a ring gear (13) on the outer peripheral side axially overlapping peripheral wall (11) is formed and the ring gear (13) is mounted at its Radfernem front end to a stationary flange (14), characterized
- that the ring gear (13) in the overlapping region has a wheel-side axial section with a reduced outside diameter and a correspondingly reduced wall thickness,
- that the peripheral wall (11) of the planet carrier (8) in the overlap region has a wheel or bottom axial section with reduced inner diameter and correspondingly increased wall thickness, wherein the larger outer diameter having Hohlradbereich and the smaller inner diameter having region of the peripheral wall of the planet carrier ( 8) radially overlap in the axial view of the wheel drive, and
- That within the Axialabschnittes with increased wall thickness in the planet carrier (8) a threaded Hochkreiskreis is arranged in the threaded holes Radbefestigungsschrauben (12) are screwed, the threaded holes axially in the axial section with increased Protrude wall thickness and the cross sections of the threaded holes in the axial view of the wheel drive cross the cross section of the flange-side portion of the ring gear (13).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Radantrieb mit in einer Radnabe angeordnetem einstufigen Planetengetriebe mit einem radseitigem Planetenträger, einem stationärem Hohlrad und einem über eine Eingangswelle angetriebenen Sonnenrad, wobei der Planetenträger topfartig mit einem die Achsen der Planetenräder tragenden Boden und einer das Hohlrad außenumfangsseitig axial überlappenden Umfangswand ausgebildet und das Hohlrad mit seinem radfernen Stirnende an einem stationären Flansch gehaltert ist.The invention relates to a wheel drive arranged in a wheel hub single-stage planetary gear with a radseitigem planet carrier, a stationary ring gear and a sun gear driven via an input shaft, wherein the planet carrier pot-like with a the axes of the planetary bearing the ground and the ring gear outer peripheral side axially overlapping peripheral wall formed and the ring gear is supported with its Radfernen front end to a stationary flange.
Derartige Radantriebe sind allgemein bekannt. Ein Radantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
Durch das in der Radnabe angeordnete Planetengetriebe wird die Drehzahl der Eingangswelle ins Langsame übersetzt, so dass die Raddrehzahl deutlich geringer ist als die Drehzahl der Eingangswelle. Bei vielen Einsatzfällen ist eine hohe Übersetzung ins Langsame erwünscht. Hier bietet ein einstufiges Planetengetriebe nur vergleichsweise begrenzte Möglichkeiten. Deshalb sind Radantriebe mit mehrstufigem Planetengetriebe in der Radnabe bekannt und üblich. Gleichwohl ist es zur Verminderung des konstruktiven Aufwandes erwünscht, nach Möglichkeit mit einem einstufigen Planetengetriebe auszukommen. Grundsätzlich lässt sich ein hohes Untersetzungsverhältnis ins Langsame bei einem einstufigen Planetengetriebe dadurch erreichen, dass ein Sonnenrad mit sehr kleinem Durchmesser bzw. sehr kleiner Zahnzahl und ein Hohlrad mit großem Durchmesser bzw. großer Zahnzahl vorgesehen werden. Allerdings steigt die Beanspruchung der Verzahnung des Sonnenrads mit kleiner werdender Zahnzahl deutlich an. Andererseits kann das Hohlrad nicht beliebig vergrößert werden, weil dann der innerhalb des jeweiligen Rades zur Verfügung stehende Bauraum nicht ausreicht.By arranged in the wheel hub planetary gear speed of the input shaft is translated slowly, so that the wheel speed is much lower than the speed of the input shaft. In many applications, a high translation to the slow is desired. Here, a single-stage planetary gear offers only comparatively limited possibilities. Therefore, wheel drives with multi-stage planetary gear in the hub are known and common. However, it is desirable to reduce the design effort, if possible to get along with a single-stage planetary gear. Basically, a high reduction ratio in the slow in a single-stage planetary gear can be achieved by providing a sun gear with a very small diameter or very small number of teeth and a ring gear with a large diameter or large number of teeth. However, the stress on the toothing of the sun gear increases significantly with decreasing number of teeth. On the other hand, the ring gear can not be increased arbitrarily, because then the space available within the respective wheel space is insufficient.
Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer vorgegebenen Radgröße bzw. bei einem vorgegebenem Durchmesser des Lochkreises für die Radbefestigungselemente ein vergleichsweise hohes Übersetzungsverhältnis ins Langsame zu ermöglichen und gleichzeitig ein hohes übertragbares Drehmoment zu gewährleisten.This is where the invention starts. The object of the invention is to allow for a given wheel size or at a predetermined diameter of the bolt circle for the wheel mounting a relatively high gear ratio to slow while ensuring a high transmissible torque.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Radantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei diesem Radantrieb ist vorgesehen, dass das Hohlrad im Überlappungsbereich einen radseitigen Axialabschnitt mit vermindertem Außendurchmesser und entsprechend verminderter Wandstärke aufweist, dass die Umfangswand des Planetenträgers im Überlappungsbereich einen rad- bzw. bodenseitigen Axialabschnitt mit vermindertem Innendurchmesser und entsprechend erhöhter Wandstärke besitzt, wobei sich der den größeren Außendurchmesser aufweisende Hohlradbereich und der den kleineren Innendurchmesser aufweisende Bereich der Umfangswand des Planetenträgers in Achsansicht des Radantriebs radial überlappen, und dass innerhalb des Axialabschnittes mit erhöhter Wandstärke im Planetenträger ein Gewindelochkreis angeordnet ist, in dessen Gewindelöcher Radbefestigungsschrauben eindrehbar sind, wobei die Gewindelöcher axial in den Axialabschnitt mit erhöhter Wandstärke hineinragen und die Querschnitte der Gewindelöcher in Achsansicht des Radantriebs den Querschnitt des flanschseitigen Abschnittes des Hohlrades überschneiden.This object is achieved by a wheel drive with the features of claim 1. In this wheel drive is provided that the ring gear in the overlapping region has a wheel-side axial portion with reduced outer diameter and correspondingly reduced wall thickness, that the peripheral wall of the planet carrier in the overlapping region has a rad- or bottom-side axial portion with a reduced inner diameter and correspondingly increased wall thickness, wherein the having larger outer diameter ring gear portion and the smaller inner diameter portion of the peripheral wall of the planet carrier radially overlap in axial view of the wheel drive, and that within the Axialabschnittes with increased wall thickness in the planet carrier a threaded circle is arranged in the threaded holes Radbefestigungsschrauben are screwed, the threaded holes axially in the Axial section protrude with increased wall thickness and the cross sections of the threaded holes in the axial view of the wheel drive the cross section of the flange Intersect section of the ring gear.
Während bei bisherigen Radantrieben der radseitige Lochkreis für die Radbefestigungselemente einen deutlich größeren Durchmesser als das stationäre Hohlrad haben muss, kann bei der Erfindung zugelassen werden, dass die Querschnitte der Radbefestigungselemente in Achsansicht den Querschnitt des Hohlrades mehr oder weniger weit überlappen. Dies ist gleichbedeutend damit, dass das Hohlrad im Vergleich zum Lochkreis der Radbefestigungen einen relativ großen Verzahnungsdurchmesser haben kann. Damit wird im Ergebnis erreicht, dass sich ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis ins Langsame auch bei einem Sonnenrad erreichen lässt, dessen Zahnzahl belastungsgerecht erhöht bzw. angepasst ist.While in previous wheel drives, the wheel-side bolt circle for the Radbefestigungselemente must have a much larger diameter than the stationary ring gear, can be allowed in the invention that the cross sections of the Radbefestigungselemente in axial view overlap the cross section of the ring gear more or less. This is synonymous with the fact that the ring gear can have a relatively large gear diameter compared to the bolt circle of the wheel fasteners. This results in the result that a desired transmission ratio can be achieved in the slow even with a sun gear, the number of teeth is increased or adapted to load.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass am Hohlrad in Umfangsrichtung auftretende Scherbelastungen mit zunehmendem axialen Abstand von dem das Hohlrad haltenden stationären Flansch abnehmen. Dementsprechend kann die Wandstärke des Hohlrades unter Verminderung seines Außendurchmessers am radseitigen Stirnende des Hohlrades vermindert werden, so dass dort zusätzlicher Bauraum für eine innenumfangsseitige Verdickung der Wandstärke der Umfangswand des topfartigen Planetenträgers geschaffen wird. Dementsprechend kann dann am Planetenträger für Radbefestigungsschrauben ein Gewindelochkreis mit vergleichsweise kleinem Durchmesser angeordnet werden, so dass Räder mit entsprechend kleinem Lochkreis montierbar sind.The invention makes use of the knowledge that shear stresses occurring on the ring gear in the circumferential direction decrease with increasing axial distance from the stationary flange holding the ring gear. Accordingly, the wall thickness of the ring gear can be reduced while reducing its outer diameter at the wheel-side end of the ring gear, so that there additional space for an inner peripheral side thickening of the wall thickness of the cup-shaped planet carrier is created. Accordingly, then a threaded gear circle with comparatively small diameter can then be arranged on the planet carrier for wheel mounting screws, so that wheels with a correspondingly small bolt circle can be mounted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Eingangswelle mit ihrem vom Sonnenrad entfernten Ende über ein in einem stationären Achstrichter angeordnetes Getriebe mit einer Antriebsmaschine verbindbar sein. Dabei besitzt dieses Getriebe vorzugsweise zwei symmetrisch zu einer Axialebene der Eingangswelle angeordnete Übertragungswege, die parallel wirken und dementsprechend jeweils das halbe Antriebsmoment übertragen. Aufgrund der symmetrischen Anordnung wird dabei erreicht, dass das Gesamtantriebsmoment querkraftfrei auf die Eingangswelle übertragen wird.According to a preferred embodiment of the invention, the input shaft with its end remote from the sun gear can be connectable to a drive machine via a transmission arranged in a stationary axle funnel. In this case, this transmission preferably has two symmetrical to an axial plane of the input shaft arranged transmission paths, which act in parallel and, accordingly, each transmitting half the drive torque. Due to the symmetrical arrangement is thereby achieved that the total drive torque is transmitted without transverse force on the input shaft.
Vorzugsweise lässt sich die Eingangswelle mit einem an ihr drehfest angeordneten, axial verschiebbaren Kupplungsstück wahlweise mit der Eingangs- oder der Ausgangsseite der parallelen Getriebewege kuppeln.Preferably, the input shaft can be coupled with a rotatably mounted on her axially displaceable coupling piece with either the input or the output side of the parallel transmission paths.
Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben wird.Otherwise, with regard to preferred features of the invention, reference is made to the claims and the following explanation of the drawings, with reference to which a particularly preferred embodiment of the invention will be described in more detail.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen schematisierten Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Radantriebs.In the drawing, the single figure shows a schematic axial section of a wheel drive according to the invention.
Ein stationäres Achsrohr
Die Radnabe
Die Planetenräder
Aufgrund dieser Ausbildung der Umfangswand
Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die auf das Hohlrad
Die Planetenräder
Um ein großes Übersetzungsverhältnis ins Langsame zu erreichen, soll die Zahnzahl des Sonnenrades
Eine Schieberhülse
Aufgrund der symmetrischen Übertragungswege werden auf das Ausgangszahnrad
Die Freiheit von Querkräften bedeutet, dass das Radiallager
Die vorgenannten Zahnräder
Wie die Zeichnung zeigt, kann das axial verschiebbare Kupplungsstück
Vorzugsweise wird der Schieberkolben
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