DE102017209462A1

DE102017209462A1 - Radkopf für die angetriebenen Lenkräder von Nutzfahrzeugen

Info

Publication number: DE102017209462A1
Application number: DE102017209462.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Auer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-03-01
Also published as: WO2018224231A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radkopf für die angetriebenen Lenkräder von Nutzfahrzeugen, mit einem als Schwenkteil ausgebildeten Radkopfträger 1, der eine Gabel 2 und einen Tragzapfen 3 aufweist. Der Tragzapfen 3 ragt abgedichtet in einen Innenraum 5 einer Radnabe 6, und die Radnabe 6 ist auf dem Tragzapfen 3 um eine Drehachse 8 drehbar gelagert. Ein in dem Innenraum 5 angeordnetes Untersetzungsgetriebe ist von einer abgedichtet in den Innenraum 5 der Radnabe 6 geführte Antriebswelle 10 die Radnabe 6 drehbar antreibbar, wobei zumindest eine Komponente des Untersetzungsgetriebes ganz oder teilweise in einen Ölsumpf 16 im Innenraum 5 der Radnabe 6 eintaucht. In dem Radkopfträger 1 ist ein Entlüftungskanal 17 ausgebildet, der mit seinem ersten Ende 18 oberhalb des Niveaus des Ölsumpfs 16 in den Innenraum 5 der Radnabe 6 mündet und dessen zweites Ende 20 höherliegend als das erste Ende 18 in die Umgebung mündet, wobei an einer Stelle zwischen dem ersten Ende 18 und vor dem zweiten Ende 20 der Entlüftungskanal 17 einen Raum 19 größerer radialer Ausdehnung aufweist, als dem Bereich des Entlüftungskanals 17 zwischen dem Raum 19 größerer radialer Ausdehnung und dem zweiten Ende 20 des Entlüftungskanals 17.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radkopf für die angetriebenen Lenkräder von Nutzfahrzeugen, mit einem als Schwenkteil ausgebildeten Radkopfträger, der eine Gabel und einen Tragzapfen aufweist, wobei der Tragzapfen abgedichtet in einen Innenraum einer Radnabe ragt, und die Radnabe auf dem Tragzapfen um eine Drehachse drehbar gelagert ist, mit einem in dem Innenraum angeordneten Untersetzungsgetriebe, über das von einer abgedichtet in den Innenraum der Radnabe geführten Antriebswelle die Radnabe drehbar antreibbar ist, wobei zumindest eine Komponente des Untersetzungsgetriebes ganz oder teilweise in einen Ölsumpf im Innenraum der Radnabe eintaucht.
Um bei Erhitzung oder Abkühlung des Radkopfs einen Druckausgleich zwischen dem Druck im Innenraum der Radnabe und dem Umgebungsdruck herstellen zu können, haben die Radköpfe eine Entlüftung, d.h. eine Verbindung des Öl-/Lufthaushalts in dem Innenraum der Radnabe mit der Umgebung. Dadurch kann sich in dem Innenraum der Radnabe der Umgebungsdruck einstellen. Dieser Druckausgleich ist notwendig, da ohne ihn Dichtungen, die im Radkopf verbaut sind und zur Abdichtung des Innenraums der Radnabe zur Umgebung dienen, Schaden nehmen können.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Radkopf für die angetriebenen Lenkräder von Nutzfahrzeugen zu schaffen, durch die die o.g. Nachteile vermieden werden, die Dichtfunktion der Dichtungen nicht negativ beeinflußt wird und zumindest weitgehend weder Öl aus dem Innenraum der Radnabe nach außen noch Schmutz und Wasser von außen in den Innenraum der Radnabe gelangen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Radkopfträger ein Entlüftungskanal ausgebildet ist, der mit seinem ersten Ende oberhalb des Niveaus des Ölsumpfs in den Innenraum der Radnabe mündet und dessen zweites Ende höherliegend als das erste Ende in die Umgebung mündet, wobei an einer Stelle zwischen dem ersten Ende und vor dem zweiten Ende der Entlüftungskanal einen Raum größerer radialer Ausdehnung aufweist, als dem Bereich des Entlüftungskanals zwischen dem Raum größerer radialer Ausdehnung und dem zweiten Ende des Entlüftungskanals.
Durch diese Ausbildung kann durch die permanente Verbindung des Innenraums der Radnabe mit der Umgebung immer ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum der Radnabe mit der Umgebung erfolgen.
Durch die ölgeschmierten Lager sowie die Verzahnungen der Komponenten des Untersetzungsgetriebes im Innenraum der Radnabe kann während des Betriebs aus dem Ölsumpf hochgewirbeltes Öl nicht zusammen mit der Luft im Innenraum der Radnabe durch den Entlüftungskanal nach außen gelangen, da es in dem Raum größerer Ausdehnung beruhigt wird und von dort wieder in den Innenraum der Radnabe zurückläuft. Damit gelangt nur Luft an die Umgebung.
Ist der Raum größerer radialer Ausdehnung an einer Stelle des Entlüftungskanals zwischen dessen erstem und zweiten Ende angeordnet, weist vorzugsweise der Entlüftungskanal von dem Raum größerer radialer Ausdehnung zum Innenraum der Radnabe hin einen nach unten geneigten Verlauf auf.
Der Raum größerer radialer Ausdehnung weist zum guten Abfluß des Öls von seinem dem zweiten Ende des Entlüftungskanals näheren Bereich zu seinem dem ersten Ende des Entlüftungskanals näheren Bereich einen nach unten geneigten Verlauf auf.
Der Raum größerer radialer Ausdehnung kann in den Innenraum der Radnabe münden. Damit ergibt sich eine leichte Herstellbarkeit des Raumes größerer radialer Ausdehnung.
Geht die untere Kontur des dem ersten Ende des Entlüftungskanals näheren Bereichs des Raums größerer radialer Ausdehnung steigungslos in die untere Kontur des zum Innenraum der Radnabe führenden Entlüftungskanals über, so besteht kein Absatz zwischen dem Raum größerer radialer Ausdehnung und dem zum Innenraum der Radnabe führenden Entlüftungskanal, der ein vollständiges Abfließen des Öls aus dem Raum größerer radialer Ausdehnung behindern kann.
Einfach z.B. durch Bohren herstellbar ist es, wenn der Entlüftungskanal und/oder der Raum größerer radialer Ausdehnung einen runden Querschnitt aufweisen.
Das Untersetzungsgetriebe kann ein Planetengetriebe sein, wobei an dem Tragzapfen des Radkopfträgers ein zur Drehachse der Radnabe koaxiales Hohlrad fest angeordnet ist, in das ein oder mehrere Planetenräder eingreifen, die um zur Drehachse der Radnabe parallele Achsen drehbar an der Radnabe gelagert sind, und wobei ein auf der Antriebswelle angeordnetes Sonnenrad in die Planetenräder eingreift.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Radkopf im Längsschnitt.
Der dargestellte Radkopf für ein angetriebenes Lenkrad eines Nutzfahrzeugs weist einen Radkopfträger 1 auf, der eine schwenkbar gelagerte Gabel 2 und einen Tragzapfen 3 aufweist. Der Tragzapfen 3 ragt durch eine Dichtung 4 abgedichtet in den Innenraum 5 einer topfartigen Radnabe 6, auf der ein nicht dargestelltes Fahrzeugrad eines Nutzfahrzeugs angeordnet wird.
Die Radnabe 6 ist mittels einem Paar von Wälzlagern 7 um eine Drehachse 8 drehbar auf dem Tragzapfen 3 gelagert.
Durch eine Koaxialbohrung 9 im Tragzapfen 3 ist eine Antriebswelle 10 geführt, die von einem motorischen Antrieb des Nutzfahrzeugs drehbar antreibbar ist und die an ihrem in den Innenraum 5 der Radnabe 6 ragenden Ende Sonnenrad 11 eines Planetengetriebes 12 trägt. Die Antriebswelle 10 ist aufgrund der gewählten Schnittebene nicht explizit in der Figur sichtbar, ist jedoch innerhalb der Koaxialbohrung 9 der Radnabe 6 angeordnet.
Das Sonnenrad 11 greift in ein Planetenrad 13 ein, das um eine zur Drehachse 8 parallele Achse an der Radnabe 6 drehbar gelagert ist.
Das Planetenrad 13 greift weiterhin in ein zur Drehachse 8 koaxiales Hohlrad 15 ein, das mit dem Tragzapfen 3 fest verbunden ist.
Im unteren Bereich des Innenraums 5 der Radnabe 6 befindet sich einen Ölsumpf 16 bildendes Öl, durch das das Planetengetriebe 12 sowie die Wälzlager 7 geschmiert werden.
In dem oberen Bereich des Radkopfträgers 1 ist ein Entlüftungskanal 17 ausgebildet, der einen konstanten Querschnitt aufweist.
Das erste Ende 18 des Entlüftungskanals 17 mündet oberhalb des Niveaus des Ölsumpfes 16 über einen Raum 19 größerer radialer Ausdehnung des Entlüftungskanals 17 in den Innenraum 5 der Radnabe 6.
Mit unterschiedlicher Steigung aber immer ansteigend führt der Entlüftungskanal 17 zu seinem in die Umgebung mündenden zweiten Ende 20, das höher liegt als das erste Ende des Entlüftungskanals 17.
Bezugszeichenliste

1: Radkopfträger
2: Gabel
3: Tragzapfen
4: Dichtung
5: Innenraum
6: Radnabe
7: Wälzlager
8: Drehachse
9: Koaxialbohrung
10: Antriebswelle
11: Sonnenrad
12: Planetengetriebe
13: Planetenrad
14: Achse
15: Hohlrad
16: Ölsumpf
17: Entlüftungskanal
18: erstes Ende
19: Raum
20: zweites Ende

Claims

Radkopf für die angetriebenen Lenkräder von Nutzfahrzeugen, mit einem als Schwenkteil ausgebildeten Radkopfträger (1), der eine Gabel (2) und einen Tragzapfen (3) aufweist, wobei der Tragzapfen (3) abgedichtet in einen Innenraum (5) einer Radnabe (6) ragt, und die Radnabe (6) auf dem Tragzapfen (3) um eine Drehachse (8) drehbar gelagert ist, mit einem in dem Innenraum (5) angeordneten Untersetzungsgetriebe, über das von einer abgedichtet in den Innenraum (5) der Radnabe (6) geführten Antriebswelle (10) die Radnabe (6) drehbar antreibbar ist, wobei zumindest eine Komponente des Untersetzungsgetriebes ganz oder teilweise in einen Ölsumpf (16) im Innenraum (5) der Radnabe (6) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Radkopfträger (1) ein Entlüftungskanal (17) ausgebildet ist, der mit seinem ersten Ende (18) oberhalb des Niveaus des Ölsumpfs (16) in den Innenraum (5) der Radnabe (6) mündet und dessen zweites Ende (20) höherliegend als das erste Ende (18) in die Umgebung mündet, wobei an einer Stelle zwischen dem ersten Ende (18) und vor dem zweiten Ende (20) der Entlüftungskanal (17) einen Raum (19) größerer radialer Ausdehnung aufweist, als dem Bereich des Entlüftungskanals (17) zwischen dem Raum (19) größerer radialer Ausdehnung und dem zweiten Ende (20) des Entlüftungskanals (17).
Radkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (17) von dem Raum (19) größerer radialer Ausdehnung zum Innenraum (5) der Radnabe (6) hin einen nach unten geneigten Verlauf aufweist.
Radkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (19) größerer radialer Ausdehnung von seinem dem zweiten Ende (20) des Entlüftungskanals (17) näheren Bereich zu seinem dem ersten Ende (18) des Entlüftungskanals (17) näheren Bereich einen nach unten geneigten Verlauf aufweist.
Radkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (19) größerer radialer Ausdehnung in den Innenraum (5) der Radnabe (6) mündet.
Radkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Kontur des dem ersten Ende des Entlüftungskanals näheren Bereichs des Raums größerer radialer Ausdehnung steigungslos in die untere Kontur des zum Innenraum der Radnabe führenden Entlüftungskanals übergeht.
Radkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal und/oder der Raum größerer radialer Ausdehnung einen runden Querschnitt aufweisen.
Radkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe ein Planetengetriebe (12) ist, wobei an dem Tragzapfen (3) des Radkopfträgers (1) ein zur Drehachse (8) der Radnabe (6) koaxiales Hohlrad (15) fest angeordnet ist, in das ein oder mehrere Planetenräder (13) eingreifen, die um zur Drehachse (8) der Radnabe (6) parallele Achsen (14) drehbar an der Radnabe (6) gelagert sind, und wobei ein auf der Antriebswelle (10) angeordnetes Sonnenrad (11) in die Planetenräder (13) eingreift.