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Die Erfindung betrifft eine Radseite, bei der eine, insbesondere von einem Motor erzeugte, in die Radseite eingehende Antriebsleistung zunächst mittels eines Versatzgetriebes von einer Antriebsachse zu einer Abtriebsachse versetzt und anschließend über eine Abtriebswelle an eine Radnabe übertragen wird. Die Radnabe ist dabei mittels einer Radlagerung an einem Nabenträger gelagert, durch den hindurch sich die Abtriebswelle erstreckt.
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Durch den Achsversatz können sich dabei Schwierigkeiten für die Schmierung der zu schmierenden Komponenten, insbesondere Lager und Zahnräder, der Radseite ergeben. Denn es kann beispielsweise erforderlich werden, dass Schmiermittel, gegebenenfalls entgegen der Schwerkraft, über den Achsversatz hinweg gefördert und anschließend zu mehreren Stellen weitergeleitet werden muss, um alle zu schmierenden Komponenten der Radseite zu erreichen. Bekannte Radseiten weisen dazu oftmals komplexe und aufwendig zu realisierende Schmiermittelverläufe auf; zum Teil werden auch Schmiermittelpumpen eingesetzt.
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Aus
DE 10 2013 209 324 A1 ist eine derartige Radseite bekannt, bei der Öl, welches das Versatzgetriebe schmiert und von Rädern des Versatzgetriebe über den Achsversatz hinweg mitgerissen wird, in einer am Nabenträger ausgebildeten Ölfangkammer aufgefangen und von dort über Ölkanäle im Nabenträger in einen unmittelbar an der Abtriebswelle vorgesehenen zusätzlichen Ölsumpf geleitet wird, so dass es die Abtriebswelle benetzt und entlang der Abtriebswelle durch den Nabenträger hindurch letztlich bis zur Radlagerung gelangt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Radseite mit Versatzgetriebe bereitzustellen, welche die genannten Nachteile vermeidet und dabei ohne komplexe Schmiermittelverläufe und ohne Schmiermittelpumpen eine zuverlässige und optimierte Schmierung ihrer zu schmierenden Komponenten ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radseite mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Figur.
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Die erfindungsgemäße Radseite umfasst: ein Versatzgetriebe, das einen zu einer Antriebsachse koaxialen Eingang zum Empfangen von Antriebsleistung und einen zu einer gegenüber der Antriebsachse versetzten Abtriebsachse koaxialen Ausgang zum Ausgeben der Antriebsleistung aufweist; einen Nabenträger; eine Radnabe, die mittels einer Radlagerung an dem Nabenträger gelagert ist; sowie eine Abtriebswelle, die sich entlang der Abtriebsachse durch den Nabenträger erstreckt und das Versatzgetriebe mit der Radnabe verbindet, um die Antriebsleistung vom Versatzgetriebe zur Radnabe zu übertragen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Radseite einen ersten Schmierraum aufweist, in dem das Versatzgetriebe angeordnet ist, und einen zweiten Schmierraum aufweist, in dem die Radlagerung angeordnet ist, wobei der erste Schmierraum und der zweite Schmierraum voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet sind.
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Der Eingang des Versatzgetriebes kann beispielsweise durch ein Antriebsrad gebildet werden, das um die Antriebsachse drehbar gelagert ist. Der Ausgang des Versatzgetriebes kann durch ein Abtriebsrad gebildet werden, das um die Abtriebsachse drehbar gelagert ist. Das Antriebsrad und das Antriebsrad können dabei unmittelbar miteinander kämmen, so dass das Versatzgetriebe im Wesentlichen einer einfachen Stirnradstufe entsprechen kann. Grundsätzlich kann das Versatzgetriebe aber auch komplexer ausgebildet sein, wobei auch eine Mehrgängigkeit vorgesehen sein kann, um gegebenenfalls Anforderungen hinsichtlich der zu erzielenden Zugkraft und Geschwindigkeit zu erfüllen.
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Die Antriebsachse und die Abtriebsachse sind vorzugsweise parallel zueinander. Grundsätzlich kommt jedoch auch eine gewinkelte Ausrichtung in Betracht.
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Der Nabenträger dient vor allem einer stabilen Lagerung der Radnabe und ist dabei vorzugsweise stationär. Dazu kann der Nabenträger insbesondere mit einem Gehäuse der Radseite und/oder mit einem Achsgehäuse einer die Radseite umfassenden Fahrzeugachse drehfest verbunden sein. Der Nabenträger kann auch Teil eines solchen (Achs-)Gehäuses sein, insbesondere durch einen Abschnitt des (Achs-)Gehäuses gebildet werden.
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Der Nabenträger kann insbesondere derart angeordnet sein, dass die Radnabe dadurch, dass sie mittels der Radlagerung an dem Nabenträger gelagert ist, um die Abtriebsachse drehbar ist. Auch die Abtriebswelle ist vorzugsweise koaxial zur Abtriebsachse, so dass die Antriebsleistung ohne weiteren Achsversatz vom Versatzgetriebe über die Abtriebswelle zur Radnabe übertragen wird.
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Die Abtriebswelle ist dabei vorzugsweise unmittelbar mit dem Ausgang des Versatzgetriebe des verbunden. Zudem kann die Abtriebswelle grundsätzlich auch unmittelbar mit der Radnabe verbunden sein.
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Das Versatzgetriebe ist vorzugsweise insofern innerhalb des ersten Schmierraums angeordnet, als zumindest ein den Eingang des Versatzgetriebes bildendes Antriebsrad, ein den Ausgang des Versatzgetriebes bildendes Abtriebsrad sowie gegebenenfalls das Antriebsrad antriebswirksam mit dem Abtriebsrad koppelnde weitere Komponenten, insbesondere Räder, des Versatzgetriebes innerhalb des ersten Schmierraums angeordnet sind.
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Die Radlagerung kann mehrere Lager, beispielsweise Kegelrollenlager, umfassen, über welche die Radnabe an dem Nabenträger gelagert ist. Insbesondere sind außer diesen Lagern der genannten Radlagerung keine sonstigen Lager vorgesehen, welche die Radnabe unmittelbar an einem anderen Bauteil der Radseite abstützen. Vorzugsweise ist die Radlagerung insofern innerhalb des zweiten Schmierraums angeordnet, als alle Lager, über welche die Radnabe an dem Nabenträger gelagert ist, innerhalb des zweiten Schmierraums angeordnet sind.
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Getrennt voneinander können die Schmierräume insbesondere insofern sein, als sie strukturell, nämlich durch Bauteile der Radseite, durch Gehäusewände eines (Achs-)Gehäuses oder durch sonstige Strukturen, räumlich eindeutig gegeneinander abgegrenzt sind. Aufgrund der Abdichtung erfolgt dabei kein Austausch von Schmiermittel zwischen den Schmierräumen.
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Der erste Schmierraum und der zweite Schmierraum können dabei benachbart zueinander angeordnet sein. Wenn das der Fall ist, sind der erste Schmierraum und der zweite Schmierraum vorzugsweise unmittelbar gegeneinander abgedichtet, insbesondere indem sämtliche Durchgänge, durch die sich Komponenten der Radseite, beispielsweise die Abtriebswelle, aus dem einen in den anderen Schmierraum erstrecken, und auch alle sonstigen Öffnungen zwischen den Schmierräumen (sofern vorhanden) mit entsprechenden Dichtungen versehen sind. Insbesondere in Abhängigkeit davon, zwischen welchen Bauteilen der Radseite eine jeweilige Dichtung angeordnet ist, kann dabei eine statische oder dynamische Dichtung vorgesehen sein.
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Der erste Schmierraum und der zweite Schmierraum müssen jedoch nicht unbedingt unmittelbar gegeneinander abgedichtet sein, da sie nicht unbedingt direkt benachbart zueinander angeordnet sind. Insbesondere kann entlang des Leistungsflusses der Antriebsleistung zwischen dem ersten Schmierraum und dem zweiten Schmierraum noch ein dritter Schmierraum vorgesehen sein, wie weiter unten noch erläutert wird.
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Durch die getrennten Schmierräume können komplexe Schmiermittelverläufe vermieden werden, da sich die Schmierung jeweils auf die in dem jeweiligen Schmierraum angeordneten Komponenten beschränkt. Außerdem ermöglichen die getrennten Schmierräume, die Schmierung speziell im Hinblick auf die in dem jeweiligen Schmierraum angeordneten Komponenten individuell zu optimieren, beispielsweise hinsichtlich der Art und/oder der Menge des jeweils verwendeten Schmierstoffs.
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Insbesondere können für die in den verschiedenen Schmierräumen angeordneten Komponenten unterschiedliche Schmierstoffe zum Einsatz kommen, die für die jeweiligen Komponenten speziell geeignet sind. Beispielweise kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Versatzgetriebe ölgeschmiert ist, während die Radlagerung fettgeschmiert ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Radseite ferner ein Radnabengetriebe umfassen, das dazu ausgebildet ist, Antriebsleistung von der Abtriebswelle zu empfangen und an die Radnabe auszugeben, wobei die Radseite einen dritten Schmierraum aufweist, in dem das Radnabengetriebe angeordnet ist und der von dem ersten Schmierraum und dem zweiten Schmierraum getrennt sowie gegenüber dem ersten Schmierraum und dem zweiten Schmierraum abgedichtet ist.
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Bei einer solchen Ausführungsform sind also für insgesamt drei verschiedene funktionale Baugruppen (Versatzgetriebe, Radlagerung und Radnabengetriebe) jeweils ein eigener Schmierraum vorgesehen, in dem eine für die jeweilige Baugruppe optimierte Schmierung erfolgen kann.
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Das Radnabengetriebe ist bevorzugt als Untersetzungsgetriebe ausgebildet und kann insbesondere als Planetengetriebe ausgebildet sein. Vorzugsweise ist ein Eingangselement des Radnabengetriebes unmittelbar mit der Abtriebswelle verbunden oder einteilig mit dieser ausgebildet. Ein Ausgangselement des Radnabengetriebes ist vorzugsweise unmittelbar mit der Radnabe verbunden oder einteilig mit dieser ausgebildet.
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Das Radnabengetriebe kann insbesondere insofern innerhalb des dritten Schmierraums angeordnet sein, als zumindest ein mit der Abtriebswelle verbundenes Eingangselement des Radnabengetriebes, ein mit der Radnabe verbundenes Ausgangselement des Radnabengetriebes sowie das Eingangselement antriebswirksam mit dem Ausgangselement verbindende weitere Komponenten, insbesondere Räder, des Radnabengetriebes innerhalb des dritten Schmierraums angeordnet sind.
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Der dritte Schmierraum ist von dem ersten und dem zweiten Schmierraum getrennt sowie gegenüber dem ersten und dem zweiten Schmierraum abgedichtet. Insbesondere kann der dritte Schmierraum sowohl zu dem ersten Schmierraum als auch zu dem zweiten Schmierraum benachbart angeordnet sein und ist dann vorzugsweise sowohl gegenüber dem ersten Schmierraum als auch gegenüber dem zweiten Schmierraum unmittelbar abgedichtet. Dazu kann vorgesehen sein, dass sämtliche Durchgänge, durch die sich Komponenten der Radseite, beispielsweise die Abtriebswelle oder die Radnabe, aus einen der Schmierräume in einen anderen erstrecken, und auch alle sonstigen Öffnungen zwischen zwei jeweiligen Schmierräumen (sofern vorhanden) mit entsprechenden statischen oder dynamischen Dichtungen versehen sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zweite Schmierraum bezüglich der Abtriebsachse axial zwischen dem ersten Schmierraum und dem dritten Schmierraum angeordnet. Das schließt nicht aus, dass die axiale Erstreckung des zweiten Schmierraum mit der axialen Erstreckung des ersten Schmierraums und/ oder mit der axialen Erstreckung des dritten Schmierraums zumindest teilweise überlappt. Vorzugsweise ist jedoch der erste Schmierraum ganz oder zumindest teilweise auf einer ersten Seite der axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums angeordnet und der dritte Schmierraum ganz oder zumindest teilweise auf einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite der axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums angeordnet. Dabei ist es ferner bevorzugt, dass sich zumindest entweder der erste Schmierraum nicht auch bis zur zweiten Seite erstreckt oder der dritte Schmierraum nicht auch bis zur ersten Seite erstreckt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Schmierraum ganz auf einer ersten Seite der bezüglich der Abtriebsachse axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums angeordnet, während der dritte Schmierraum teilweise auf einer der ersten Seite bezüglich der Abtriebsachse entgegengesetzten zweiten Seite der axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums angeordnet ist und sich bis zur ersten Seite erstreckt. Mit anderen Worten erstreckt sich der dritte Schmierraum entlang der Abtriebsachse von der genannten zweiten Seite über die gesamte axiale Erstreckung des zweiten Schmierraums hinweg bis zur genannten ersten Seite. Insbesondere kann sich der dritte Schmierraum dabei radial innerhalb des zweiten Schmierraums durch diesen hindurch erstrecken. Auf der ersten Seite grenzt der dritte Schmierraum dabei an den ersten Schmierraum an und ist durch eine Dichtung gegenüber dem ersten Schmierraum abgedichtet. Eine solche Anordnung der Dichtung zwischen dem ersten und dem dritten Schmierraum auf der ersten Seite, d. h. auf derjenigen Seite der axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums, auf der sich der erste Schmierraum vollständig befindet, kann vorteilhafterweise zu einer einfachen Zugänglichkeit der Dichtung beitragen.
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Dadurch, dass das Radnabengetriebe in einem anderen Schmierraum angeordnet ist als die Radlagerung, können für diese beiden Baugruppen unterschiedliche Schmierstoffe zum Einsatz kommen. Insbesondere kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Radlagerung fettgeschmiert ist, während das Radnabengetriebe ölgeschmiert ist. Da auch das Versatzgetriebe in einem eigenen Schmierraum angeordnet ist, kann durch die unabhängige Wahl des jeweiligen Schmierstoffs und die unabhängige Art der Schmiermittelführung innerhalb des jeweiligen Schmierraums für jeden der Schmierräume die jeweils optimale Schmiersituation geschaffen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Radseite einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, der mit dem Eingang des Versatzgetriebes antriebswirksam verbunden ist, um Antriebsleistung an das Versatzgetriebe abzugeben.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Portalachse für ein Kraftfahrzeug, mit zwei Radseiten der erläuterten Art, die über eine Achsbrücke miteinander verbunden sind. Derartige Portalachsen kommen insbesondere bei Niederflur-Omnibussen, beispielsweise bei Nahverkehrs- und Stadtbussen, zum Einsatz, wobei ein möglichst großer Freiraum (hinsichtlich der vertikalen Tiefe und auch der horizontalen Breite) für die Passagiere erwünscht ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radseite in schematischer Darstellung zeigt, beispielhaft weiter erläutert.
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Die in 1 gezeigte Radseite 11 umfasst ein Versatzgetriebe 13, einen Nabenträger 15, eine Radnabe 17 sowie eine Abtriebswelle 19 und wird von einem Motor 21 angetrieben, bei dem es sich um einen Elektromotor handeln kann. Die Radseite 11 kann auch den Motor 21 umfassen, der dann in die Radseite 11 integriert ist. Die von dem Motor 21 ausgegebene Antriebsleistung wird über eine Antriebswelle 23 an das Versatzgetriebe 13 übertragen. Dazu ist die Antriebswelle 23 zu gemeinsamer Drehung um eine Antriebsachse I mit einem Antriebsrad des Versatzgetriebes 13 verbunden, das einen Eingang 25 des Versatzgetriebes 13 bildet. Die Antriebswelle 23 und das Antriebsrad können auch einteilig ausgebildet sein. Das Antriebsrad kämmt mit einem Abtriebsrad des Versatzgetriebes 13, das einen Ausgang 27 des Versatzgetriebes 13 bildet und mit der Abtriebswelle 19 zu gemeinsam Drehung um eine Abtriebsachse O verbunden oder einteilig mit dieser ausgebildet ist.
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Die Antriebswelle 19 erstreckt sich durch den Nabenträger 15, der stationär ausgebildet ist, hindurch bis zu einem Radnabengetriebe 29, das als untersetzendes Planetengetriebe ausgebildet ist. Dabei ist die Antriebswelle 19 mit einem Sonnenrad 31 des Radnabengetriebes 19 zu gemeinsamer Drehung verbunden oder einteilig mit diesem ausgebildet. Ein Hohlrad 33 des Radnabengetriebes 19 ist stationär ausgebildet und zu diesem Zweck drehfest mit dem Nabenträger 15 verbunden oder integral an dem Nabenträger 15 ausgebildet. Das Radnabengetriebe 29 weist ferner mehrere Planetenräder 35 auf, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad 31 als auch mit dem Hohlrad 33 kämen. Die Planetenräder 35 sind dabei an einem Planetenträger 37 gelagert, der zu gemeinsamer Drehung mit der Radnabe 17 verbunden oder einteilig mit der Radnabe 17 ausgebildet ist. Das Sonnenrad 31, das Hohlrad 33, der Planetenträger 37 sowie die Radnabe 17 sind dabei ebenso wie das Ausgangselement 27 des Versatzgetriebes 13 und die Abtriebswelle 19 koaxial zu der Abtriebsachse O angeordnet, so dass sich diese Elemente mit Ausnahme des stationären Hohlrads 33 beim Fahren um dieselbe Achse drehen.
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Die Radnabe 17 ist mittels einer Radlagerung 39 an dem Nabenträger 15 gelagert. Dazu weist die Radnabe 17 einen Lagerungsabschnitt 41 auf, zwischen dessen Innenumfang und dem Außenumfang des Nabenträgers 15 mehrere Lager angeordnet sind, die gemeinsam die Radlagerung 39 bilden. Die Radnabe 17 ist dabei ausschließlich über diese Lager der Radlagerung 39 an einem anderen Bauteil der Radseite 11 unmittelbar abgestützt.
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Axial bezüglich der Abtriebsachse O befinden sich der Lagerungsabschnitt 41 und die Radlagerung 39 zwischen dem Versatzgetriebe 13 und dem Radnabengetriebe 29. Insbesondere aufgrund dieser Anordnung kann die Radseite 11 erfindungsgemäß einen ersten Schmierraum 43 aufweisen, in dem das Versatzgetriebe 13 angeordnet ist, und einen von dem ersten Schmierraum 43 getrennten und gegenüber dem ersten Schmierraum 43 abgedichteten zweiten Schmierraum 45 aufweisen, in dem die Radlagerung 39 angeordnet ist. Des Weiteren weist die Radseite 11 einen dritten Schmierraum 47 auf, in dem das Radnabengetriebe 29 angeordnet ist und der von dem ersten Schmierraum 43 und dem zweiten Schmierraum 45 getrennt und gegenüber dem ersten Schmierraum 43 und dem zweiten Schmierraum 45 abgedichtet ist. Dadurch, dass die Radlagerung 39 in Bezug auf ihre Position entlang der Abtriebsachse O zwischen dem Versatzgetriebe 13 und dem Radnabengetriebe 29 angeordnet ist, ist der zweite Schmierraum 45 bezüglich der Abtriebsachse O zwischen dem ersten Schmierraum 43 und dem dritten Schmierraum 47 angeordnet.
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Dabei ist der erste Schmierraum 43 bezüglich der Abtriebsachse O vollständig auf einer ersten Seite (in der Darstellung der 1: rechts) der axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums 45 angeordnet. Der dritte Schmierraum 45 ist dagegen bezüglich der Abtriebsachse O mit einem wesentlichen Teil auf einer der ersten Seite axial entgegengesetzten zweiten Seite (in der Darstellung der 1: links) der axialen Erstreckung des zweiten Schmierraums 45 angeordnet, erstreckt sich jedoch teilweise radial innerhalb des zweiten Schmierraums 45 über dessen gesamte axiale Erstreckung durch den zweiten Schmierraum 45 hindurch bis zu der genannten ersten Seite, so dass er auf der ersten Seite an den ersten Schmierraum 43 angrenzen kann. Dort, wo der erste Schmierraum 43 und der dritte Schmierraum 47 auf der ersten Seite aneinander angrenzen, ist eine Dichtung 49 vorgesehen, welche den ersten Schmierraum 43 und den dritten Schmierraum 47 gegeneinander abdichtet.
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In den Figuren sind die Schmierräume 43, 45, 47 lediglich schematisch durch strichpunktierte Linien dargestellt, die nicht die tatsächliche Außenkontur eines jeweiligen Schmierraums 43, 45 bzw. 47 widerspiegeln. Vielmehr wird durch die Darstellung lediglich veranschaulicht, dass sich das Versatzgetriebe 13, die Radlagerung 39 und das Radnabengetriebe 29 als jeweils eigenständige funktionale Baugruppe in unterschiedlichen Schmierräumen 43, 45, 47 befinden, zwischen denen aufgrund der Abdichtung kein Schmiermittelaustausch stattfindet. Auf diese Weise können für die Schmierung der verschiedenen funktionalen Baugruppen unterschiedliche Schmierstoffe verwendet werden. Beispielweise kann als Schmierstoff für das Versatzgetriebe 13 im ersten Schmierraum 43 ein Öl vorgesehen sein, als Schmierstoff für das Radnabengetriebe 29 im dritten Schmierraum 47 dasselbe oder ein anderes Öl vorgesehen sein und als Schmierstoff für die Radlagerung 39 ein Fett vorgesehen sein.
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Somit wird der zusätzliche Aufwand, in der erfindungsgemäßen Radseite 11 zwei, vorzugsweise drei, voneinander getrennte Schmierräume 43, 45, 47 vorzusehen und sie zuverlässig gegeneinander abzudichten, dadurch ausgeglichen, dass für die zu schmierenden Komponenten der verschiedenen funktionalen Baugruppen der Radseite 11 jeweils das geeignetste Schmiermittel verwendet und insgesamt eine für jede Baugruppe individuell optimierte Schmiermittelsituation geschaffen werden kann. Zudem erübrigt es sich aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Radseite 11, komplexe Strukturen zur Führung von Schmiermittel quer durch die gesamte Radseite 11 vorzusehen.
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Bezugszeichen
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- 11
- Radseite
- 13
- Versatzgetriebe
- 15
- Nabenträger
- 17
- Radnabe
- 19
- Abtriebswelle
- 21
- Motor
- 23
- Antriebswelle
- 25
- Eingang
- 27
- Ausgang
- 29
- Radnabengetriebe
- 31
- Sonnenrad
- 33
- Hohlrad
- 35
- Planetenrad
- 37
- Planetenträger
- 39
- Radlagerung
- 41
- Lagerungsabschnitt
- 43
- erster Schmierraum
- 45
- zweiter Schmierraum
- 47
- dritter Schmierraum
- 49
- Dichtung
- I
- Antriebsachse
- O
- Abtriebsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013209324 A1 [0003]
