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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Radnabenantrieb, insbesondere mit einem Planetengetriebe, aufweisend eine an einem feststehenden Radträger drehbar gelagerte Radnabe zur Aufnahme eines Reifens mit einer gasförmiger Füllung und zumindest einem gasführenden Kanal, der sich durch den Radträger über eine Drehverbindung zu der Radnabe erstreckt, wobei im Bereich der Drehdurchführung beidseits des Kanals Dichtungen angeordnet sind.
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Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich insbesondere auf Kraftfahrzeuge, bevorzugt auf Geländekraftfahrzeuge für die Landwirtschaft. Während des Geländebetriebs ist eine Regelung des Gasdruckes in den Reifen gewünscht, um den jeweiligen Reifen und seine Aufstandsfläche während der Fahrt dem jeweiligen Untergrund anzupassen. Bei losem Untergrund, Schlamm, Acker, Feld oder Schnee soll der Gasdruck in den Reifen reduziert werden, um eine größere und elastischere Aufstandsfläche der Reifen einzustellen. Demgegenüber soll bei hartem Untergrund, wie beispielsweise auf einer asphaltierten Straße, der Gasdruck in den Reifen erhöht werden, um den Rollwiderstand zu verringern und dadurch den Verschleiß der Reifen und den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs zu senken. Der Antrieb der Radnabe erfolgt üblicherweise entweder hydrostatisch oder elektrisch. Andere Antriebsmöglichkeiten sind jedoch im Rahmen der Erfindung auch denkbar.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2005 018 584 A1 ist ein Radnabenantrieb bekannt, der eine Einrichtung zur Regulierung des Gasdruckes in einem Reifen aufweist. Die Einrichtung besteht aus zumindest einem gasführenden Kanal, der sich durch den Radträger über eine Drehvorrichtung in die Radnabe und über eine geeignete Verbindungseinrichtung bis in einen Reifen erstreckt. Daneben ist ein zweiter Kanal vorgesehen, der ein beispielsweise in der Radnabe angeordnetes Ventil pneumatisch ansteuert. Um den ersten Kanal und den zweiten Kanal zueinander und der weiteren Umgebung abzudichten, sind beidseits des ersten Kanals und des zweiten Kanals im Bereich der Drehvorrichtung Ringnuten in den Radträger eingelassen, in die als Bürstendichtungen ausgebildete Dichtungen eingesetzt sind. Die Einarbeitung der entsprechenden Ringnuten in den Radträger ist fertigungsaufwendig, wobei hinzukommt, dass die Bürstendichtungen nur durch die axiale Anordnung der Ringnuten problemlos in diese eingesetzt werden können.
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Ein weiterer Radnabenantrieb ist aus der
WO89/08031 A1 bekannt. Dieser Radnabenantrieb weist eine auf einem feststehenden Radträger drehbar gelagerte Radnabe zur Aufnahme eines Reifens mit einer gasförmigen Füllung auf. Weiterhin ist ein gasführender ein erstes Ventil aufweisender Kanal vorgesehen, der sich über eine Drehvorrichtung durch den Radträger bis in die Radnabe und weiter über eine Verbindungseinrichtung bis zu dem Reifen erstreckt. In der Radnabe ist weiterhin ein zweites Ventil vorgesehen, das über einen zweiten Kanal ebenfalls letztendlich mit dem gasgefüllten Reifen verbunden ist. Beide Kanäle müssen im Bereich der Drehvorrichtung zwischen dem Radträger und der Radnabe in geeigneter Weise zueinander und gegenüber der Umgebung abgedichtet sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Radnabenantrieb bereitzustellen, der bei kompakter und einfacher Bauweise eine zuverlässige Gasdurchführung durch eine Drehvorrichtung zwischen einem Radträger und einer Radnabe ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Dichtungen in einer zwischen dem Radträger und der Radnabe im Bereich der Drehvorrichtung angeordneten gemeinsamen Ringausnehmung angeordnet sind, und dass die Ringausnehmung zwischen den Dichtungen eine Strömungsverbindung für das gasförmige Medium bildet. Die gemeinsame Ringausnehmung ist einfach in einem einzigen Fertigungsvorgang herstellbar, wobei die Ringausnehmung sich axial zwischen einem Außenflansch des Radträgers und einem Befestigungsflansch der Radnabe in der Radnabe und/oder dem Radträger erstreckt. Die gemeinsame Ringausnehmung ist bevorzugt einseitig in die Radnabe oder einen mit der Radnabe verbundenen Anschlussträgerkörper eingearbeitet und in axialer Richtung zu dem Außenflansch des Radträgers offen. Durch diese Ausgestaltung können die Dichtungen einfach in die Ringausnehmung eingeschoben werden und die Dichtung, die auf dem freien Ende der Ringausnehmung benachbart zu dem Außenflansch angeordnet ist, ist mittels eines Sicherungsrings gegen ein Auswandern aus der Ringausnehmung gesichert. Diese Ausgestaltung stellt eine bei kompakter und einfacher Bauweise herzustellende Gasdurchführung durch eine Drehvorrichtung zwischen einem Radträger und einer Radnabe her.
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In Weiterbildung der Erfindung ist in die Strömungsverbindung zwischen den Dichtungen ein Abstandsring eingesetzt. Dieser Abstandsring, der zunächst einmal beliebig ausgebildet sein kann, bewirkt, dass die beiden Dichtungen, die beispielsweise dynamische Drehringdichtungen sind, während des Betriebs des Radnabenantriebs an ihren vorgesehenen Positionen verbleiben und nicht in den von dem Abstandsring zumindest teilweise ausgefüllten Bereich der Strömungsverbindung für das gasförmige Medium auswandern. Der Abstandsring stellt durch eine entsprechende Ausgestaltung sicher, dass das gasförmige Medium unterbrechungsfrei von dem Radträger durch die Drehvorrichtung in die Radnabe und weiter über eine Verbindungseinrichtung in den Reifeninnenraum sowie umgekehrt strömen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstandsring ein Sinusring. Dieser Sinusring zeichnet sich dadurch aus, dass er einerseits die beiden Dichtungen auf Abstand hält und einen freien Durchflussquerschnitt für das gasförmige Medium durch die Strömungsverbindung gewährleistet. Der Sinusring weist eine sinusförmige axial ausgerichtet Kontur auf, wobei die Kuppen der sinusförmigen Kontur jeweils abwechselnd mit einer der angrenzenden Dichtungen zusammenwirken.
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In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Abstandsring und dem Radträger und/oder der Radnabe eine Nut angeordnet. Diese Nut gewährleistet, dass auch bei nicht zueinander ausgerichteten Kanälen beziehungsweise radialen Teilkanälen in dem Radträger und der Radnabe ein Durchtritt von gasförmigem Medium durch die Strömungsverbindung in der Ringausnehmung gewährleistet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Abstandsring einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Radträgers oder eines auf dem Radträger angeordneten Bauteils. Alternativ ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Abstandsring einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Radnabe oder eines in der Radnabe angeordneten Bauteils. Durch diese Ausgestaltung ist jeweils eine Nut gebildet, durch die das gasförmige Medium von dem in dem Radträger angeordneten Teilkanal entlang der sinusförmigen Kontur des Sinusrings in den gegenüberliegenden Teilkanal der Radnabe beziehungsweise umgekehrt strömen kann. Diese Ausgestaltung stellt einerseits eine sichere Lagefixierung der Dichtungen in der Ringausnehmung sicher und gewährleistet darüber hinaus auch bei zueinander versetzten in der Strömungsverbindung mündenden Teilkanälen eine sichere und zuverlässige Strömungsweiterführung des gasförmigen Mediums.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Nut in den Radträger und zu der Ringausnehmung ausgerichtet eingelassen. Alternativ ist die Nut in die Radnabe und ebenfalls zu der Ringausnehmung ausgerichtet eingelassen. Diese Ausgestaltung ist als Alternative zu der Bildung der Nut durch die entsprechende Ausgestaltung des Sinusrings zu sehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstandsring aus einem elastischen, insbesondere federelastischen Werkstoff gefertigt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Dichtungen ohne die Gefahr einer Beschädigung auch bei geringen Toleranzen der axialen Länge der Ringausnehmung beziehungsweise der eingesetzten Bauteile zuverlässig in einer vorgesehenen Lage positioniert sind. Es wird darauf hingewiesen, dass mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch zumindest zwei nebeneinander angeordnete Kanäle im Bereich der Drehvorrichtung zueinander und gegenüber der Umgebung abgedichtet werden können, indem die Ringausnehmung eine entsprechende größere axiale Erstreckung aufweist und neben der ersten durch zwei Dichtungen gebildete Strömungsverbindung eine zweite Strömungsverbindung gebildet wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Radnabenantrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgestaltet. Dieses Fahrzeug ist vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, ganz bevorzugt ein Geländekraftfahrzeug wie beispielsweise ein Schlepper oder eine sonstige landwirtschaftliche Arbeitsmaschine.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der eine in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen
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1 eine schematische Schnittansicht eines Radnabenantriebs mit einem Radträger, auf dem eine Radnabe drehbar gelagert ist, wobei Dichtungen im Bereich einer eine Drehvorrichtung bildenden Ringausnehmung zwischen dem Radträger und der Radnabe angeordnet sind, und wobei die Ringausnehmung zwischen den Dichtungen eine einen als Sinusring ausgebildeten Abstandsring aufnimmt und
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2 einen als Sinusring ausgebildeten Abstandsring in einer Draufsicht und einer Seitenansicht.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform
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Der in einer Schnittdarstellung in 1 dargestellte Radnabenantrieb weist einen feststehenden, beispielsweise als Tragachse ausgebildeten Radträger 1 auf, auf dem über eine geeignete Lageranordnung, die beispielsweise zwei zueinander ausgerichtete Schräg-Kegelrollenlager 2a, 2b aufweist, eine Radnabe 3 bevorzugt unter Einbezug eines Planetengetriebes gelagert ist. Mittels des Planetengetriebes erfolgt eine Antriebsübersetzung von einer an der Tragachse angeordneten hydrostatischen, elektrischen oder mechanischen Antriebseinrichtung auf die Radnabe 3. Die Radnabe 3 weist auf dem Umfang eines Befestigungsflansches 4 angeordnete Gewindebohrungen 5 auf, in die Befestigungsbolzen einschraubbar sind. Mittels der Befestigungsbolzen wird eine einen Reifen tragende Felge auf der Radnabe 3 befestigt. Der Reifen ist mit einem gasförmigen Medium, insbesondere Luft gefüllt, wobei der Fülldruck in dem Reifen während des Betriebs eines Fahrzeugs, an dem der Radnabenantrieb verbaut ist, variiert werden kann beziehungsweise soll. Dazu weist die Felge eine Anschlussöffnung auf, über die der Innenraum des Reifens in geeigneter Weise, beispielsweise über eine Zuleitung mit einem Zuleitungsanschluss 6 in der Radnabe 3 gasdicht werden ist. In den als Ausnehmung ausgebildeten Zuleitungsanschluss 6 oder die Zuleitung oder die Anschlussöffnung ist ein pneumatisch oder elektrisch betätigtes als Steuerventil ausgebildetes Ventil zur Zuflusssteuerung und/oder Abflusssteuerung für das gasförmige Medium in den Reifen oder aus dem Reifen eingebaut.
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Zur Zuführung des gasförmigen Mediums zu dem Zuleitungsanschluss 6 ist in den Radträger 1 ein als Axialkanal ausgebildeter Kanal 7a eingelassen, der endseitig des Radträgers 1 in einen nicht dargestellten Innengewindeanschluss ausläuft. Mit dem Innengewindeanschluss ist mittels einer entsprechenden Anschlussverschraubung eine weiterführende Leitung verschraubbar. Neben dem Kanal 7a ist seitlich versetzt zu dem Kanal 7a ein weiterer als axial ausgebildeter Kanal in Form eines Steuerkanals 7aa angeordnet, der in einem einen Innengewindeanschluss 8 (ebenso wie der Kanal 7a) ausläuft. Mit dem Innengewindeanschluss 8 ist ebenfalls mittels einer entsprechenden Anschlussverschraubung eine weiterführende Leitung verschraubbar, die beispielsweise mit einem Luftpresser und einer Steuereinrichtung für das gasförmige Medium verbunden ist. Beispielsweise umfasst die Steuereinrichtung einen in einer Fahrkabine des Fahrzeugs angeordneten Schalter zur Erhöhung und/oder Verringerung des Reifendrucks. Bei einer Betätigung des Schalters wird das Steuerventil angesteuert. Bei einer ersten Ansteuerstellung des Schalters wird das Steuerventil in eine Durchgangsstellung gestellt und somit gleichzeitig in den Kanälen 7a, 7b unter Druck (beispielsweise durch Inbetriebnahme des Luftpressers) stehendes Medium, insbesondere Luft, in den Reifeninnenraum eingeleitet. Der Luft-Druck in dem Reifen wird dadurch erhöht. Soll der Druck in dem Reifeninnenraum verringert werden, wird das Steuerventil in einer zweiten Ansteuerstellung ebenfalls in eine Durchgangsstellung gestellt und dabei gasförmiges Medium, insbesondere Luft, aus dem Reifeninnenraum über die Kanäle 7a, 7b in eine gleichzeitig geöffnete beispielsweise den Luftpresser umgehende Absteuerleitung, die beispielsweise in die Umgebung mündet, abgesteuert. Der Luft-Druck in dem Reifen wird dadurch verringert.
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Der als Axialkanal ausgebildete Kanal 7a setzt sich in einem als Radialkanal ausgebildeten Kanal 7b fort, der sich durch den Radträger 1 und die Radnabe 3 bis in den Zuleitungsanschluss 6 erstreckt. Zwischen dem Radträger 1 und der Radnabe 3 ist eine Drehvorrichtung 9 ausgebildet, die bezogen auf die zuvor beschriebene gasführende Verbindung zwischen dem Radträger 1 und der Radnabe 3 aus zwei Dichtringen 10a, 10b und einen als Sinusring 11a ausgebildeten Abstandsring besteht. Diese Bauteile sind in einem Ringraum 13 der Drehvorrichtung 9 zwischen einem Außenflansch 20 des Radträger 1 und dem Befestigungsflansch 4 der Radnabe 3 angeordnet.
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Axial nebenliegend zwischen dem Radträger 1 und dem Zuleitungsanschluss 6 ist ein Steuerungsleitungsanschluss 12 angeordnet, der über einen Steuerkanal 7bb über die Drehvorrichtung 9 mit dem Steuerkanal 7aa verbunden ist. Im Bereich der Drehvorrichtung 9, ist ebenfalls im Bereich der Ringausnehmung 13 angrenzend an den Dichtring 10a ein Dichtring 10bb angeordnet, zu dem gegenüberliegend zu einem zweiten Sinusring 11b ein weiterer Dichtring 10aa angeordnet ist. Zwischen den Dichtringen 10aa und 10bb ist ebenfalls eine Strömungsverbindung gebildet, in die der Sinusring 11b eingesetzt ist. Durch diese Strömungsverbindung wird letztendlich der Innengewindeanschluss 8 mit dem Steuerungsleitungsanschluss 12 verbunden. Bei Bedarf kann noch zumindest ein weiterer Leitungsanschluss vorgesehen sein, der in der gleichen Weise mit Kanälen in dem Radträger 1 und der Radnabe 3 verbunden ist. Mittels dieses Leitungsanschlusses kann beispielsweise der Reifeninnendruck an eine Auswerteinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung übertragen werden.
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Der Zuleitungsanschluss 6 ist über eine geeignete Verbindungsleitung mit der Anschlussöffnung in der Felge verbunden, wobei in die Felge, die Anschlussleitung oder den Zuleitungsanschluss 6 ein Steuerventil für das gasförmige Medium eingelassen ist. Dieses Steuerventil wird von gasförmigem Steuermedium, das über eine mit dem Steuerungsleitungsanschluss 12 verbundene Steuerleitung dem Steuerventil zugeführt wird, gesteuert.
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Der Zuleitungsanschluss 6 und der Steuerleitungsanschluss 12 sind direkt in die Radnabe 3 oder aber in einen Anschlussträger 14 eingelassen. In diesen Anschlussträger 14 oder direkt in die Radnabe 3 ist die Ringausnehmung 13 zumindest teilweise eingelassen, beispielweise eingedreht. Der Kanal 7a, beziehungsweise der Steuerkanal 7aa sind in einen Trägerring 15 oder aber direkt in den Radträger 1 eingearbeitet. Ein Sicherungsring 16 ist benachbart zu dem Dichtring 10aa in eine Umlaufnut 17 in dem Anschlussträger 14 eingesetzt und verhindert, dass der Dichtring 10aa in Richtung zu dem Radträger 1 aus der Ringausnehmung 13 auswandern kann. Der Anschlussträger 14 ist über eine Drehdichtung 19, die als schleifende Dichtung oder als Labyrinthdichtung ausgebildet sein kann, gegenüber dem Radträger 3 abgedichtet.
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Der in 2 dargestellte Sinusring 11a beziehungsweise genauso der Sinusring 11b gewährleistet durch seine sinusförmige Kontur 19, dass der in dem Radträger 1 liegende Teilkanal des Kanals 7b des Steuerkanals 7bb mit dem in der Radnabe 3 liegenden Teilkanal des Kanals 7b beziehungsweise des Steuerkanals 7bb verbunden ist. Dabei kann zwischen dem Sinusring 11a, 11b und dem Radträger 1 und/oder der Radnabe 3 zusätzlich eine nicht dargestellte umlaufende Nut angeordnet sein, die durch eine entsprechende Ausbildung des Sinusrings 11a, 11b oder eine Eindrehung in den Radträger 1 oder die Radnabe 3 ausgebildet sein kann. Die Nut gewährleistet, dass auch bei nicht zueinander ausgerichteten Teilkanälen des Kanals 7b beziehungsweise des Steuerkanals 7bb eine zuverlässige Strömungsverbindung von dem Kanal 7a zu dem Zuleitungsanschluss 6 beziehungsweise von dem Steuerkanal 7aa zu dem Steuerungsleitungsanschluss 12 gewährleistet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005018584 A1 [0003]
- WO 89/08031 A1 [0004]
