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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radnabenantrieb mit einem Planetengetriebe, umfassend eine an einem feststehendem Bauteil über zwei Wälzlager drehbar gelagerte Radnabe zur Aufnahme eines Reifens mit gasförmiger Füllung und mindestens eine fluidführende Leitung, die sich durch das feststehende Bauteil, dem Planetengetriebe und der drehbar gelagerten Radnabe bis zum Reifen erstreckt, um den Gasdruck im Reifen zu regulieren.
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Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich insbesondere auf Kraftfahrzeuge, besonders bevorzugt auf Geländekraftfahrzeuge für die Landwirtschaft. Während des Geländebetriebs ist eine Regulierung des Gasdruckes in den Reifen gewünscht, um den Reifen und seine Aufstandfläche während der Fahrt dem jeweiligen Untergrund anzupassen. Bei losem Untergrund, wie beispielsweise Schlamm, Acker, Feld oder Schnee, kann der Gasdruck in den Reifen reduziert werden, um eine größere und elastischere Aufstandfläche der Reifen einzustellen. Demgegenüber kann bei hartem Untergrund, wie beispielsweise Asphalt, der Gasdruck in den Reifen erhöht werden, um den Rollwiderstand zu verringern und dadurch den Verschleiß und den Verbrauch zu senken. Der Antrieb der Radnabe erfolgt üblicherweise entweder hydrostatisch oder elektrisch. Andere Antriebsmöglichkeiten sind jedoch auch denkbar.
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Aus der Druckschrift
US 4,380,274 geht eine drehfeste Verbindung eines axial beweglichen Planetensteges mit einem Zapfen, insbesondere dem Tragzapfen eines hydrostatischen Fahrgetriebes, hervor. Zur Übertragung eines über den Planetensteg geleiteten Stützmomentes sind eine mit dem Planetensteg starr verbundene gradverzahnte Hülse und eine entsprechende Verzahnung am Zapfende ineinander gesteckt. Die axiale Beweglichkeit des Planetensteges ist gegenüber dem Zapfen in beiden Richtungen begrenzt. Das hydrostatische Fahrgetriebe weist eine Radnabe, die eine erste Planetenstufe und eine zweite Planetenstufe enthält, auf. Zur ersten Planetenstufe gehören ein Sonnenrad, Planetenräder, ein Planetensteg und ein Hohlrad. Die zweite Planetenstufe enthält ein Sonnenrad, Planetenräder und einen Planetensteg, der über eine Hülse drehfest mit einem Zapfen verbunden ist. Die Radnabe ist mittels zweier Traglager auf dem Zapfen, der über einen Flansch mit dem Fahrgestell eines Fahrzeuges verbunden ist gelagert. Zwischen den beiden Traglagern befindet sich ein hülsenförmiges Distanzstück.
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Aus der Druckschrift
DE 3 507 232 C2 geht ein kompaktbauender Radnabenantrieb mit Planetengetriebe hervor. Auf dem Ende eines Achsgehäusekörpers ist mittels Wälzlagern eine anzutreibende Radnabe drehbar gelagert. Am Ende des Achsgehäusekörpers ist das Planetengetriebe für den Antrieb der Radnabe angeordnet. Das Planetengetriebe besteht aus einer durch den Achsgehäusekörper geführten Ritzelwelle, die an ihrem Ende ein Sonnenrad aufweist, aus einem Planetenträgergehäuse, an dem die mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenräder gelagert sind und das zur eigenen drehbaren Lagerung und zur Antriebskraftübertragung mit der Radnabe verbunden ist und aus einem innen verzahnten Hohlrad, das mit den Planetenrädern kämmt und zur Übertragung des Reaktionsdrehmomentes feststehend mit dem Achsgehäusekörper in Verbindung steht. Hierzu dient ein Kopplungsrad, das mit einer Außenverzahnung am äußeren Umfangsrand in die Innenverzahnung des Hohlrades eingreift und undrehbar mit dem Achsgehäusekörper lösbar verbunden ist. Die lösbare, das Reaktionsdrehmoment übertragende Verbindung von Kopplungsrad und Achsgehäusekörper besteht darin, dass Kopplungsrad und Achsgehäusekörper an ihren einander zugekehrten Stirnseiten mit einer passend ineinandergreifenden Verzahnung ausgebildet sind und das Kopplungsrad an der Stirnseite des Achsgehäusekörpers fest angeflanscht ist.
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Aus der Druckschrift
AT 391 298 B geht eine Einrichtung zur Zuführung bzw. Ableitung von Druckluft zu bzw. von Luftreifen für Kraftfahrzeuge mit einem Radnaben-Planetengetriebe-Fahrwerk, mit einer Luftführung über ein in einer Bohrung eines Wellengelenkgehäuses angeordnetes Anschlussstück hervor. Das Anschlussstück ist über eine Bohrung im Wellengelenkgehäuse mit einem über federnde Dichtungsringe verschlossenen Anschlussgehäuse verbunden, an das eine axiale Bohrung einer im Wellengelenkgehäuse über Wälzlager geführten Halbwelle angeschlossen ist. Am axial äußeren Ende der Halbwelle ist ein zentrierendes Führungslager vorgesehen, dessen Außenmantel am Innenumfang eines mit einer luftführenden Bohrung versehenen, als zylindrischer Topf ausgebildeten Anschlussdeckels aufliegt. Ein aus dem Anschlussdeckel axial nach innen vorstehender mittiger Zapfen des Anschlussdeckels ist über eine Dichtungsmuffe abgedichtet und ragt in eine zentrale Aufnahmebohrung der Halbwelle hinein. Der Außenrand des Anschlussdeckels ist über eine elastische Einlage mit der Stirnseite des Planetenträgers des Radnaben-Planetengetriebes verbunden.
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Die zum Aufblasen des Luftreifens notwendige Druckluft wird über ein Anschlussstück und durch eine Bohrung des Wellengelenkgehäuses in ein Anschlussgehäuse geführt, das mit Hilfe von O-Ringen und Simmerringen eine verlustfreie Weiterleitung der Luft zu einer axialen Bohrung einer Halbwelle gewährleistet. Die Halbwelle ist von der Seite des Anschlussgehäuses durch ein Wälzlager geführt. Zur Verhinderung des Durchleckens von Öl ist ein Simmerring eingebaut. Der Anschlussdeckel ist über eine flexible Leitung mit dem von der Fahrerkabine aus betätigbaren Ventil verbunden, woher die Luft über eine Ventilleitung in das Innere des Luftreifens hineinströmen kann. Der Reifen ist auf einer Felge montiert.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Randnabenantrieb mit einem Planetengetriebe bereitzustellen, der kompakt gebaut ist und eine Regulierung des Reifendruckes während der Fahrt erlaubt.
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Die Aufgabe wird ausgehend von einem Radnabenantrieb gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Erfindungsgemäß ist radial zwischen dem feststehenden Bauteil und der drehbar gelagerten Radnabe, eine als Ring ausgebildete und axial zwischen den beiden Wälzlagern angeordnete Drehdurchführung mit mindestens einem fluidführenden Kanal zur fluidtechnischen Verbindung der drehbar gelagerten Radnabe mit dem feststehendem Bauteil angeordnet. Die Wälzlager können insbesondere Kegelrollenlager sein, wobei die Drehdurchführung, durch ihr axiales Abmaß, den Abstand zwischen den beiden Wälzlagern einstellt. Ferner ist die Drehdurchführung vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet, besonders bevorzugt aus einem Stahlwerkstoff.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei über eine Umfangsfläche der Drehdurchführung versetzte fluidführende Kanäle zur fluidtechnischen Verbindung der drehbar gelagerten Radnabe mit dem feststehenden Bauteil angeordnet. Die Ausbildung von zwei fluidführenden Kanälen in der Drehdurchführung ermöglicht über einen ersten als Steuerkanal ausgebildeten Kanal ein Sitzventil am Reifen zu steuern und über einen zweiten Kanal ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Druckluft, in den Reifen zu speisen. Es könnte auch der eine Kanal der Zuführung von Luft zum Reifen und der andere Kanal dem Ablassen von Luft aus dem Reifen dienen, wobei dies jeweils über ein 2/2 Wegeventil gesteuert werden könnte.
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Die zwei fluidführenden Kanäle sind in Umfangsrichtung der Drehdurchführung zueinander versetzt. Dadurch ist eine geringes axiales Abmaß der Drehdurchführung realisierbar. Ferner gestaltet sich auch die Ausbildung von Gewindebohrungen in der drehbar gelagerten Radnabe, die mit den fluidführenden Kanälen der Drehdurchführung fluchten besonders einfach, wobei dadurch auch das Einschrauben von Anschlussarmaturen in die Gewindebohrungen vereinfacht wird.
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Vorzugsweise weist die Drehdurchführung eine Vielzahl von Querbohrungen zur fluidtechnischen Verbindung der beiden Wälzlager auf. Die fluidführenden Kanäle befinden sich außerhalb der Querbohrungen. Durch die Querbohrungen wird ein Ölaustausch zwischen den beiden Wälzlagern der Hauptlagerung realisiert. Mithin sind eine Ölversorgung und eine Ölkühlung der beiden Wälzlager gewährleistet.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass mindestens zwei statische Dichtungselemente zur fluidtechnischen Abdichtung des mindestens einen fluidführenden Kanals in dafür vorgesehene Aussparungen an einer drehfest mit einer Innenumfangsfläche der drehbar gelagerten Radnabe verbundenen Außenumfangsfläche der Drehdurchführung angeordnet sind. Die statischen Dichtungselemente können vorzugsweise O-Ringe, quadratische Ringe oder X-Ringe bzw. sogenannte Quadringe sein.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass mindestens zwei dynamische Dichtungselemente zur fluidtechnischen Abdichtung des mindestens einen fluidführenden Kanals in dafür vorgesehene Aussparungen an einer rotationsbeweglich mit der Außenumfangsfläche des feststehenden Bauteils verbundenen Innenumfangsfläche der Drehdurchführung angeordnet sind. Die dynamischen Dichtungselemente können vorzugsweise Simmerringe sein. Die Aussparungen dienen dazu die Dichtungselemente aufzunehmen und sowohl axial als auch radial zu positionieren.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwischen zwei über die Umfangsfläche der Drehdurchführung versetzte fluidführende Kanäle zwei dynamische Dichtungselemente in dafür vorgesehene Aussparungen an der Innenumfangsfläche der Drehdurchführung und zwei statische Dichtungselemente in dafür vorgesehene Aussparungen an der Außenumfangsfläche der Drehdurchführung zur fluidtechnischen Abdichtung der beiden fluidführenden Kanäle angeordnet. Somit weißt jeder Kanal insgesamt vier Dichtungselemente auf. Die zu den Wälzlagern gerichteten Dichtungselemente dichten die fluidführenden Kanäle nach außen hin ab, wobei die zwischen den beiden fluidführenden Kanälen angeordneten Dichtungselemente, die fluidführenden Kanäle gegenseitig voneinander abdichten.
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Vorzugsweise ist zwischen den beiden dynamischen Dichtungselementen mindestens eine Radialbohrung zur Schmierung und Kühlung der beiden dynamischen Dichtungselemente in der Drehdurchführung ausgebildet. Die Anordnung der beiden dynamischen Dichtungselemente zwischen den beiden Wälzlagern erlaubt die Ausbildung einer Radialbohrung, die durch die Querbohrungen verläuft und somit die inneren Dichtungselemente schmiert und kühlt. Dadurch erhöhen sich die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der Dichtungselemente.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass entweder an der Innenumfangsfläche der Drehdurchführung oder an einer Außenumfangsfläche des feststehenden Bauteils in axialer Übereinstimmung mit dem mindestens einen fluidführenden Kanal jeweils eine umlaufende Nut ausgebildet ist. Da zwischen der Drehdurchführung und dem feststehenden Bauteil eine Drehbewegung stattfindet, ist für jeden durch die Drehdurchführung hindurchführenden Kanal eine umlaufende Nut zur kontinuierlichen Einspeisung von Druckluft in den Reifen vorhanden sein.
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Des Weiteren bevorzugt ist an der Außenumfangsfläche der Drehdurchführung in axialer Übereinstimmung mit dem mindestens einen fluidführenden Kanal jeweils eine umlaufende Nut ausgebildet. Dies ist insbesondere für die Montage der Drehdurchführung an die Radnabe vorteilhaft, da eine Ausrichtung der Drehdurchführung entfällt.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Planetengetriebe mindestens eine und höchstens drei Planetenstufen aufweist.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen
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1 eine schematische Schnittansicht eines Radnabenantriebs mit einem Planetengetriebe, umfassend eine Drehdurchführung mit zwei fluidführenden Kanälen,
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2 eine schematische Schnittansicht eines teilweise dargestellten Radnabenantriebs mit Planetengetriebe, umfassend eine Drehdurchführung mit zwei fluidführenden Kanälen gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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3 eine schematische Schnittansicht eines teilweise dargestellten Radnabenantriebs mit Planetengetriebe, umfassend eine Drehdurchführung mit einem fluidführenden Kanal und
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4 eine schematische Schnittansicht einer teilweise dargestellten als Ring ausgebildeten Drehdurchführung,
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Radnabenantriebs mit einem Planetengetriebe 1. Der Radnabenantrieb umfasst eine an einem feststehendem Bauteil 2 über zwei Wälzlager 3a, 3b drehbar gelagerte Radnabe 4 zur Aufnahme eines -hier nicht dargestellten-Reifens mit gasförmiger Füllung. Durch das feststehende Bauteil 2, dem Planetengetriebe 1 und der drehbar gelagerten Radnabe 4 erstreckt sich zwei fluidführende Leitungen 5, von denen in 1 nur eine erkennbar ist. Die eine Leitung 5 mündet in eine erste an einer Außenumfangsfläche des feststehenden Bauteils 2 ausgebildete umlaufende Nut 13a und die andere Leitung 5 mündet in eine zweite an der Außenumfangsfläche des feststehenden Bauteils 2 ausgebildete umlaufende Nut 13b. Stirnseitig am feststehenden Bauteil 2 ist an jeder fluidführenden Leitung 5 ein Anschluss 14 zur Einspeisung eines gasförmigen Mediums angeordnet. Radial zwischen dem feststehenden Bauteil 2 und der drehbar gelagerten Radnabe 4 befindet sich eine als Ring ausgebildete und axial zwischen den beiden Wälzlagern 3a, 3b angeordnete Drehdurchführung 6.
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Die Drehdurchführung 6 weist zwei fluidführende Kanäle 7a, 7b auf, die in 1 der Einfachheit halber in derselben Ebene gezeichnet, in der Realität aber in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind und die an der Innenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 durch drei dynamische Dichtungselemente 11a, 11b, 11c, welche in dafür vorgesehene Aussparungen 10a‘, 10b‘, 10c‘ an der Innenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 angeordnet sind, voneinander und zu den Stirnseiten der Drehdurchführung hin fluidtechnisch abgedichtet sind. Ferner weist die Drehdurchführung 6 drei statische Dichtungselemente 9a, 9b, 9c auf, welche in dafür vorgesehene Aussparungen 10a, 10b, 10c an der Außenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 zur fluidtechnischen Abdichtung der beiden fluidführenden Kanäle 7a, 7b voneinander und zu den Stirnseiten der Drehdurchführung hin angeordnet sind. Eine Vielzahl von Querbohrungen 8 sind stirnseitig in die Drehdurchführung 6 zur fluidtechnischen Verbindung der beiden Wälzlager 3a, 3b ausgebildet. Die beiden fluidführenden Kanäle 7a, 7b befinden sich entgegen dem der vereinfachten Darstellung entspringenden Anschein der 1 jeweils zwischen zwei Querbohrungen 8. An der drehbar gelagerten Radnabe 4 sind zwei axial und in Umfangsrichtung zueinander versetzte Bohrungen 15a, 15b ausgebildet, die als reifenseitiger Anschluss für das gasförmige Medium dienen. Durch den Versatz in Umfangsrichtung wird in axialer Richtung weniger Bauraum benötigt als bei einer Anordnung ohne Versatz in Umfangsrichtung.
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In 2 ist ein teilweise dargestellter Radnabenantrieb mit Planetengetriebe 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform zu sehen. Die Drehdurchführung 6 weist zwischen zwei fluidführende Kanäle 7a, 7b zwei dynamische Dichtungselemente 11a, 11b auf, welche in dafür vorgesehene Aussparungen 10a‘, 10b‘ an der Innenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 angeordnet sind. Ferner sind zwei statische Dichtungselemente 9a, 9b in dafür vorgesehene Aussparungen 10a, 10b an der Außenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 zur fluidtechnischen Abdichtung der beiden fluidführenden Kanäle 7a, 7b angeordnet. Zwischen den beiden dynamischen Dichtungselementen 11a, 11b ist eine Radialbohrung 12 in der Drehdurchführung 6 zur Schmierung und Kühlung der beiden dynamischen Dichtungselemente 11a, 11b ausgebildet. Nach außen hin ist die Drehdurchführung 6 über insgesamt vier weitere Dichtungselemente abgedichtet, wobei zwei dynamische Dichtungselemente 11c, 11d in dafür vorgesehene Aussparungen 10c‘, 10d‘ an der Innenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 angeordnet sind und zwei statische Dichtungselemente 9a, 9b in dafür vorgesehene Aussparungen 10c, 10d an der Außenumfangsfläche der Drehdurchführung 6 angeordnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 können sich die Kanäle 7a und 7b sowie die nicht näher bezeichneten radialen Anschlüsse an diese Kanäle in derselben axialen Ebene befinden. Ihr axialer Abstand voneinander ist so groß, dass sich die Anschlussbohrungen nicht anschneiden und genug Montageraum zur Verfügung steht.
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3 zeigt einen teilweise dargestellten Radnabenantrieb mit Planetengetriebe 1 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Drehdurchführung 6 weist einen einzigen fluidführenden Kanal 7 auf. Dadurch ist die Drehdurchführung 6 axial kompakter als die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Des Weiteren werden insgesamt nur zwei statische Dichtungselemente 9a, 9b und zwei dynamische Dichtungselemente 11a, 11b benötigt, die jeweils in dafür vorgesehene Aussparungen 10a, 10b, 10a‘, 10b‘ angeordnet sind. An der drehbar gelagerten Radnabe 4 ist nur eine Bohrungen 15 ausgebildet und an dem feststehenden Bauteil 2 nur eine Nut 13.
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Auch bei den beiden Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 befinden sich die Kanäle 7a und 7b beziehungsweise der Kanal 7 entgegen dem durch die vereinfachte Darstellung entspringenden Anschein zwischen Querbohrungen 8 4 zeigt die in 3 dargestellte Drehdurchführung 6. Aus dieser Ansicht wird die Vielzahl der in die Stirnflächen der Drehdurchführung 6 eingearbeitet Querbohrungen 8 ersichtlich. Ferner ist auch der fluidführende Kanal 7 erkennbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4380274 [0003]
- DE 3507232 C2 [0004]
- AT 391298 B [0005]
